EP0007418A1 - Device for supplying the tuyeres of a metallurgical vessel with gaseous and/or liquid hydrocarbons - Google Patents

Device for supplying the tuyeres of a metallurgical vessel with gaseous and/or liquid hydrocarbons Download PDF

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EP0007418A1
EP0007418A1 EP79101915A EP79101915A EP0007418A1 EP 0007418 A1 EP0007418 A1 EP 0007418A1 EP 79101915 A EP79101915 A EP 79101915A EP 79101915 A EP79101915 A EP 79101915A EP 0007418 A1 EP0007418 A1 EP 0007418A1
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EP
European Patent Office
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pressure
gaseous
rotatable
hydrocarbons
converter
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Application number
EP79101915A
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German (de)
French (fr)
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EP0007418B1 (en
Inventor
Hans-Georg Dr. Fassbinder
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Kloeckner CRA Patent GmbH
Original Assignee
Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for supplying nozzles from concentric tubes with gaseous and / or liquid hydrocarbons, wherein oxygen or oxygen-containing gases are simultaneously passed through the nozzles into a converter.
  • German patent 2 200 413 describes the use of the same nozzles in a converter above the bath surface. Gaseous and / or liquid hydrocarbons are also used as the nozzle protection medium.
  • German patent application P 27 56 432 relates to a method for increasing the scrap rate in steel production in the OBM converter.
  • the usual oxygen injection nozzles are initially operated as oil-oxygen burners for preheating scrap.
  • gaseous hydrocarbons for example methane and propane
  • methane and propane are used as the nozzle protection medium.
  • the quantities of oil required for preheating the scrap which are of course higher than the quantities of the nozzle protection medium, can be passed through the same annular gap in the oxygen inlet nozzles as the gaseous hydrocarbons used to refresh the steel.
  • the gaseous hydrocarbons have proven to be problem-free in operational handling when used as protective media in steel production, while oil products are particularly suitable for preheating scrap.
  • a further device for the controlled supply of a fresh gas and a fluid protective medium according to the German patent 23 26 754 contains considerable improvements for the safety control of the nozzle protection medium, but for example the control valve shows a similar inclination to jamming as the piston valve. This also results in a deterioration in the fine regulation of the quantity of nozzle protection medium.
  • the solution to this problem consists in a method that increases the operational safety when using gaseous and / or liquid hydrocarbons, the hydrocarbon quantity control devices and the distribution devices for the individual supply of the nozzles with gaseous and / or liquid hydrocarbons in one unit with the rotary union be summarized at the converter and a safety control device is installed downstream of it in each nozzle line for the gaseous hydrocarbons.
  • the ancestor according to the invention in which the hydrocarbon quantity control devices for gaseous and liquid hydrocarbons and the distribution on individual nozzle supply lines are combined in one assembly with the rotating union on the converter, hereinafter referred to as a rotatable control unit, and in the nozzle lines for gaseous hydrocarbons, one safety control unit with several each Functions, hereinafter referred to as safety control device, has a number of advantages over the known methods for supplying the nozzles with hydrocarbons. Up to the rotatable control unit, the hydrocarbons are only led in a manifold.
  • a manifold for the gas for example methane, propane, and for the liquid, for example oil
  • the manifolds have a sufficient cross-section for the maximum flow rate with widely differing flow rates.
  • the quantity control device in the rotatable control unit allows this method of operation without any problems. Accordingly, when using liquid hydrocarbons, e.g. ⁇ 1, to be moved.
  • the method according to the invention has particular advantages when alternating use of gaseous and liquid hydrocarbons.
  • the rotating control unit has two separate control and distribution devices for this application.
  • the quantity control device for the hydrocarbons can be controlled as desired during the operating time. It works synchronously for all nozzles in the converter.
  • Another advantage of the method according to the invention is the relatively short, individual supply lines for liquid and / or gaseous hydrocarbons to each nozzle.
  • Starting from the rotatable control unit on the converter pin only the short distances between the converter pin and the nozzles have to be bridged by corresponding lines for each nozzle.
  • These individual nozzle supply lines can be designed for a minimal cross-section, so that at maximum throughput rates a maximum pressure loss of about 0.2 atü for gaseous hydrocarbons and of about 1 atü for liquid hydrocarbons is not exceeded. This results in relatively small volumes in the lines, and these small dead volumes have a favorable effect on the entire control system.
  • control responds almost without inertia, and when switching to hydrocarbon-free nozzle cooling media, e.g. nitrogen, air, argon, only short line sections need to be blown out during the converter idle times, ie the residual hydrocarbon quantities in the individual nozzle lines are small.
  • hydrocarbon-free nozzle cooling media e.g. nitrogen, air, argon
  • the rotatable control unit according to the invention is composed in principle of a stationary housing which is, for example, firmly connected to the bearing block of the converter, and a rotatable device part which is guided completely or at least partially centrally in the stationary housing.
  • the rotatable device part is mounted on the converter pivot and thus follows the converter rotation.
  • the rotatable part of the device essentially consists of the quantity regulating elements which are integrated with the distribution device on the individual nozzle feed lines for gaseous and / or liquid hydrocarbons.
  • the quantity is regulated in a manner known per se by changing the flow cross section before the hydrocarbons enter the individual nozzle supply lines.
  • the change in cross section is effected by a control piston which is sealed against the stationary housing by means of conventional seals and with intermediate vents.
  • the axial piston displacement results in a pressure-controlled diaphragm plate, which is moved by a conventional electropneumatic control unit, in the stationary housing. According to the invention, this diaphragm plate is in engagement with the control piston via an axial bearing.
  • An advantageous embodiment of the device according to the invention is to design the control piston mentioned so that it acts directly as a hydraulic piston.
  • the axial movements of the control piston are then caused by the pressure of a hydraulic fluid between the stationary housing part and the rotatable control piston.
  • the pressure of the hydraulic fluid required to produce the desired axial movements of the control piston is set by a commercially available electropneumatic control device or hydraulic control unit.
  • the safety control elements in the individual supply lines for gaseous hydrocarbons are connected to the rotatable device part on the rotatable control unit. This only results in the need to transmit the required control pressure for the safety control elements from the stationary to the rotatable part of the control unit.
  • electrical signals for display and control purposes can be passed in an uncomplicated manner from the safety control elements via corresponding electrical sliding contacts on the rotatable control unit.
  • the rotatable control unit can have a passage arranged centrally in the axis of rotation.
  • This central passage is sealed gas-tight against all systems of the rotatable control unit.
  • the passage can be used, for example, as an additional supply line for the converter with any media or as a measuring line.
  • Said central passage may further includes a plurality - in the form of concentric lines, for example pipes, which are also sealed against each other, aufnelimen. For example, it has proven to be useful to run three pressure measuring lines in the form of concentric tubes through the central bore of the rotatable control unit for control measurements at the bottom nozzles of a converter.
  • the safety control element in each nozzle line for the gaseous hydrocarbons represents an interrelated combination of pressure relief and non-return valve with differential pressure switch. It essentially has three movable diaphragm plates, the position of which is determined by the pressures prevailing in five separate pressure chambers.
  • This safety controller regulates the pressure of the gaseous hydrocarbons at the nozzles and the prevailing oxygen pressure at each nozzle, and at the same time acts as a check valve as soon as Oxygen, ie a higher pressure, gets into the nozzle ring gap.
  • it monitors the flow rate of gaseous hydrocarbons through the nozzles, which results from the pressure comparison of the gas before and after the flow regulator. As soon as this pressure difference falls below a minimum value, an electrical warning or control signal is triggered.
  • the pressure difference can also be transmitted and displayed as an analog value. This allows the nozzle supply with hydrocarbons and the function of the safety control elements to be monitored in a simple manner.
  • the rotatable control unit consists of the stationary housing 1, hatched in FIG. 1, and the rotatable device part 2, cross-hatched in FIG. 1.
  • the manifold 3 for the gaseous hydrocarbons is welded to the fixed housing 1. From the distribution space 4, the gaseous hydrocarbons flow through the holes 5 in the rotatable device part to the connecting lines 6 in the safety control element 7 and from there into the individual nozzle lines for gaseous hydrocarbons 8.
  • the safety control elements 7 in each nozzle line for gaseous hydrocarbons are with the rotatable device part 2 firmly connected and accordingly also follow the converter rotation.
  • the quantity regulating elements at the inlet openings of the hydrocarbons from the distribution space [4] into the bores [5] consist of a conical bore [9] into which the regulating pins [10] are immersed.
  • the immersion depth of the regulating pins [10] in the conical bores [9] gives the free cross section for the gaseous hydrocarbons that determines the gas quantities.
  • the regulating pins [10] are firmly connected to the control piston [11], which can perform an axial movement.
  • the regulators thus take on the function of a control valve for the total flow of protective media as well as the equal distribution of this flow on the individual nozzles.
  • the axial displacement of the control piston [11] is carried out by a pneumatic control known per se, which essentially consists of the diaphragm plate [12] and the control unit [13].
  • the diaphragm plate [12] is coupled to the control piston via the thrust bearing [14].
  • the spring [15] presses the diaphragm plate [12] in the axial direction into the pressure chamber [16] until the regulating pins [10] close the conical bores [9].
  • the electropneumatic control unit [13] regulates the pressure in the pressure chamber [16] in such a way that the membrane plate [12] assumes the desired position, which is communicated to the control unit [13] by an electrical signal.
  • the control unit [13] monitors the desired position of the diaphragm plate [12] by means of the mechanical position transmitter [17], which is connected to the control unit [13].
  • the pressure chamber [16] is sealed with a membrane [18] against the unpressurized space [19] in which the spring is also located.
  • the other seals for example [20], between the actuating cylinder and the diaphragm plate are conventional sealants.
  • two seals are advantageously combined with an unpressurized intermediate vent, for example seal (21, 22) and intermediate vent (23).
  • the liquid hydrocarbons are fed to the rotatable control unit via the manifold [24]. They flow through the ring channel [25] in the rotatable part of the device and reach the distribution chamber [26] for liquid hydrocarbons. From there they flow into the individual nozzle lines [29] via the flow regulating elements, consisting of the conical bores [27] and the regulating pins [28]. The quantity of liquid hydrocarbons is regulated by the same pneumatic control unit [13] in connection with the diaphragm plate [12] and the control piston (11).
  • a line [8] for gaseous hydrocarbons and a line [29] for liquid hydrocarbons lead to each nozzle.
  • Each of these lines is assigned a volume regulator, consisting of a conical bore [9], [27] and regulating pin [10], [28].
  • the rotatable device part [2] is supported against the stationary housing [l] via the axial bearings [30].
  • the electrical display and control voltages are transmitted from the rotatable device part [2] to the stationary housing [1] by means of the sliding contact unit [31].
  • the sliding contact unit [51] is required to transmit the electrical signals from the individual safety control elements.
  • the control pressure for the line [32] on the safety control element is led via the supply line on the stationary housing [1] to the rotatable ren device part [2] and from there to the safety control element [7]. Such a route is partially shown.
  • the rotatable control unit shown also has a central bore [42].
  • the connection [43] is located on the stationary housing [1] and the connection [44] for this central bore [42] on the rotatable device part [2].
  • This line which is completely sealed against the other systems of the rotatable control unit by means of the seals [45] and [46] and the intermediate vent [47], a further medium or a control pressure can be supplied to the converter, or this line can be left use for pressure measurements on the converter.
  • the rotatable control unit according to FIG. 1 represents a preferred embodiment of the device according to the invention for the supply of gaseous and liquid hydrocarbons to the converter nozzles. It can also be used for two different gaseous or liquid hydrocarbons.
  • the cross sections for the quantity regulation are of course to be adapted to the flow rates.
  • the rotating control unit can also be used for a variety of hydrocarbons, for example liquids or gases. It has proven useful to use a correspondingly simplified version of the rotatable control unit for supplying a converter with a type of hydrocarbon. Then only one set of flow regulators and only one individual line for each nozzle is required.
  • the safety control member (7) shown in Fig. 2 consists essentially of the three diaphragm plates (50), (51) and (52) and the five pressure chambers (53), (54), (55), (56) and (57). Each of the three membrane plates (50), (51), (52) is sealed with sealing membranes (58), (59), (60) against the housing (61) of the safety control element.
  • the set hydrocarbon quantity for the individual nozzle flows from the rotatable control unit to the safety control element via line (6). Accordingly, the same gas pressure prevails in the pressure chamber (53) as in the feed line (6). This pressure is also communicated to the pressure chamber (53) on the membrane plate (52) via the connection (62).
  • the pressure in the pressure chamber [53] also prevails in the pressure chamber [55].
  • the pipeline leads via the connection [62], the opened seal [63] and the hole [64] in the diaphragm plate [51] to the pressure chambers [53] and [55].
  • the diaphragm plate [50] which works against the spring force of the spring [65], releases a passage cross-section [68] on the seal [67] via the connecting piece [66]. Via this passage cross section [68], the hydrocarbon gas flows from the line [6] via the pressure chamber [53] into the pressure chamber [54] and leaves it via the outlet opening [69] and finally reaches the nozzle through the individual nozzle line [8].
  • the safety control element now acts as a servo-controlled check valve. This is because the inlet pressure via [55] opens on the diaphragm [58] and the outlet pressure via [54] closes the valve disk [70]; in addition, a spring [65] has a closing effect. Force equilibrium is reached when the inlet pressure [55] is 0.2 bar higher than the outlet pressure [54]; the spring [65] is designed accordingly. This gives a constant pressure drop of 0.2 bar at the passage cross-section. This reliably prevents media from flowing back from the pressure chamber [54] into the pressure chamber [53], ie in the opposite direction of flow.
  • the pressure chamber [56] is connected to the oxygen pressure of the nozzle via the feed line [71]. Normally, the oxygen pressure is communicated to the pressure chamber [56] via a pressure transmitter with an inert gas, for example nitrogen.
  • an inert gas for example nitrogen.
  • Another function of the safety control element is to compare the hydrocarbon pressure in the pressure chamber [54] with the oxygen pressure at the nozzle and in any case to set the hydrocarbon pressure lower than the oxygen pressure.
  • the diaphragm plate [51] changes its position and the seal [72] opens so that a connection between the pressure chamber [56] and the pressure chamber [55 ] consists.
  • the seal [63] closes and blocks access from the pressure chamber [53 ] via the feed [62] to the pressure chamber [55].
  • the membrane plate [51] works with a so-called flip-flop characteristic, ie either the seal seals [63] and the seal [72] is open or vice versa.
  • the membrane plate [50] compares this pressure with the pressure chamber [54] in the manner described, and only when there is a sufficiently large pressure difference between the two pressure chambers can the hydrocarbon gas escape reach the pressure chamber [53] via the flow area [68J into the pressure chamber [54].
  • the interaction of the diaphragm plates [50] and [51] makes the lower pressure from the pressure chambers [53] or [56] effective in order to set a sufficient pressure difference between the pressure chambers [54] and [55], i.e. the pressure of the hydrocarbon gas in the line [69] is below the lower gas pressure in the pressure chamber [53] or [56] in each operating case.
  • the safety control device also monitors the flow rate of the gaseous hydrocarbons and triggers a signal as soon as a minimum amount is undershot. This is done to fulfill this function Pressure chamber [57] to the pressure of the gaseous hydrocarbons as it prevails in front of the volume regulating element in the rotatable control unit in the distribution space [4]. As long as the pressure in the pressure chamber [57] is higher than in the pressure chamber [53], the diaphragm plate [52] is in the position shown. This is the normal operating case.
  • the diaphragm plate [52] changes, supported by the spring force of the spring [73 ], its location.
  • the permanent magnet [74] thus approaches the magnetic switch [75] and switches on an electrical signal.
  • the pressure difference at the flow regulator is a direct measure of the flow rate of the gaseous hydrocarbons. In practice, it has proven to be advantageous to trigger this signal at a differential pressure of 0.05 atü, which can be set by means of a corresponding spring [73].
  • the electrical signal is routed via the described sliding contact unit [31] on the rotatable control unit to any display point, for example in the converter control room.
  • the pressure difference between the pressure spaces (57) and (53) can also be transmitted and displayed analogously.
  • the membrane plate (52) then takes over the function of a conventional differential pressure measuring device.
  • the analog differential pressure display instead of a signal at critical differential pressure is a way to continuously monitor the supply of hydrocarbons to the nozzles and the function of the safety control.
  • the safety control device shows in particular how the control elements for the pressure limitation with the servo check valve and the differential pressure switch are summarized.
  • the structural design of this unit naturally differs from this largely schematic representation.
  • the connections for the gaseous hydrocarbons and the control pressures are combined in one level.
  • the connecting lines to the individual pressure rooms are largely realized through holes in the housing.
  • double membranes are sometimes used to better guide the membrane plates and to support the control function.
  • Alternative embodiments, in particular with regard to the structural design of the safety control element, are within the scope of the invention.
  • the arrangement of the safety control element upstream of the nozzle in front of the rotatable control unit offers, in addition to the advantages described, a further considerable advantage. If, during operation of the nozzles, gases under a higher pressure, such as oxygen, flow into the nozzle feed lines, the safety control element reacts in the manner described, for example as a servo check valve, and thus protects the rotatable control unit. In previous operating practice, it has proven to be particularly disadvantageous if similar control and monitoring devices are housed in rooms that are no longer at risk of temperature, away from the converter. In the event of malfunctions, damage occurs on the relatively complicated multiple rotary unions.
  • FIG. 3 shows an oxygen through-blowing converter, consisting of a sheet steel jacket 80 with the refractory lining 8 1 .
  • the gas collecting hood 83 is arranged, with which the converter exhaust gases are fed to the gas cleaning system, not shown.
  • the converter 80 is non-positively connected to a converter support ring 84.
  • the two pivot pins 85 and 86 are located on the converter support ring 84.
  • the pivot pins 85 and 86 are mounted in the bearings 87 and 88 and enable the converter to rotate.
  • the drive for the converter rotary movement is carried out by motors and gears in the structural unit 89.
  • the converter drive 89 and the bearings 87 and 88 are fixedly connected to the concrete foundation 91 by mounting blocks 90.
  • Nozzles 94 are located in the floor lining 92 on the bottom plate 93 of the oxygen blow-through converter.
  • the central tubes of the nozzles 94 constructed from two concentric tubes are supplied with oxygen and dust-like slag formers via the manifold 95 and the suspension distributor 96.
  • the feed line 95 passes through the pivot pin 85 and a rotary feedthrough, not shown, to the suspension distributor 96.
  • the annular gaps of the nozzles 94 are supplied with liquid or gaseous hydrocarbons.
  • the pressure-controlled switch valve 97 on the nozzle flange 98 switches the hydrocarbon supply as a function of pressure.
  • Each nozzle has a separate line for gaseous - 99 and liquid hydrocarbons 100.
  • the nozzle supply lines 99, 100 for gaseous and liquid hydrocarbons are led upstream through the converter pivot 86 to the control device 101 according to the invention.
  • the device .101 is shown approximately to scale and is firmly connected to the converter pivot 86.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the device for supplying the nozzles with gaseous and / or liquid hydrocarbons.
  • the device is supplied with gaseous hydrocarbons through the manifold 105 and with liquid hydrocarbons through the manifold 106.
  • the hydraulic fluid is fed to the device through the line 107.
  • the control piston 108 of the device is moved in the axial direction according to the control commands and regulated by the hydraulic control unit 109.
  • the other functions of the device shown in FIG. 4 correspond to those shown in FIG. 1.
  • An OBM converter with a capacity of 60 t and 10 floor nozzles is used to produce steel with an increased scrap rate. To do this, first load 22 t of scrap into the empty converter and use the floor nozzles as an oil-oxygen burner for preheating.
  • the oil collecting line 24 is fed to the rotatable control unit with an oil quantity of 75 l / min and a pressure of 30 atm. This quantity of oil is distributed evenly over the annular gaps of the 10 nozzles via the quantity regulating members 27 and 28. The oil gets through the individual
  • the converter After the preheating period has ended, the converter is charged with 44 t of pig iron.
  • the oil supply to the manifold [24] is already interrupted at this point, and nitrogen flows through the annular gap of the nozzles and is supplied via the manifold [3] and the nozzle supply lines [8].
  • the pressure-controlled T-relay on the nozzle flange switched over at this point in time, as the higher pressure is now present on the individual nozzle supply lines for Gaa.
  • the pressure drop in the volume control unit is approx. 3 atm.
  • the propane reaches the nozzles via the safety control elements.
  • the safety control elements operate in the manner shown in FIG. 2 and described above.
  • the pressure drop between pressure chamber [53] and [54] is approx. 0.2 atm.

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Abstract

The invention describes a method and a means for supplying nozzles comprising concentric pipes with gaseous and/or liquid hydrocarbons in which oxygen or oxygen-containing gases are simultaneously introduced into a converter. In so doing, the gases and/or liquid hydrocarbons are conducted through collecting pipes leading into distribution chambers. They are conducted from the distribution chambers through hydrocarbon volume control devices, which are integrally arranged along with the hydrocarbon distribution devices in a rotatable device element of the rotatable control unit, on to nozzle pipes. Then, the gaseous hydrocarbons are further conducted through a safety control member arranged downstream from the hydrocarbon volume control device. Thus, the even supply of gaseous and/or liquid hydrocarbons to the nozzles is ensured at highly varying throughput rates and alternate supply, in a manner which is simple and reliable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Versorgung von Düsen aus konzentrischen Rohren mit gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, wobei durch die Düsen gleichzeitig Sauerstoff oder sauerstoffenthaltende Gase in einen Konverter geleitet werden.The invention relates to a method and a device for supplying nozzles from concentric tubes with gaseous and / or liquid hydrocarbons, wherein oxygen or oxygen-containing gases are simultaneously passed through the nozzles into a converter.

Die Verwendung von Frischgasdüsen aus konzentrischen Rohren in Konvertern zur Stahlerzeugung ist bekannt. Normalerweise wird das oxidierende Frischgas, hauptsächlich Sauerstoff, mit und ohne Beladung staubförmiger Schlakkenbildner, durch das zentrale Düsenrohr geleitet, und durch einen oder mehrere der Ringspalte führt man gleichzeitig Kohlenwasserstoffe zum Düsenschutz. Das bekannte OBM/Q-BOP-Verfahren benutzt derartige Düsen, wie beispielsweise in den deutschen Patenten 1 583 968, 1 758 816 und 1 966 314 beschrieben.The use of fresh gas nozzles from concentric tubes in converters for steel production is known. Normally, the oxidizing fresh gas, mainly oxygen, with and without loading dust-forming slag formers, is passed through the central nozzle tube, and hydrocarbons are simultaneously passed through one or more of the annular gaps to protect the nozzle. The known OBM / Q-BOP method uses such nozzles, as described, for example, in German patents 1 583 968, 1 758 816 and 1 966 314.

Weiter beschreibt das deutsche Patent 2 200 413 den Einsatz der gleichen Düsen in einem Konverter oberhalb der Badoberfläche. Dabei kommen als Düsenschutzmedium ebenfalls gasförmige und/oder flüssige Kohlenwasserstoffe zur Anwendung.Furthermore, the German patent 2 200 413 describes the use of the same nozzles in a converter above the bath surface. Gaseous and / or liquid hydrocarbons are also used as the nozzle protection medium.

Die deutsche Patentanmeldung P 27 56 432 bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung des Schrottsatzes bei der Stahlherstellung im OBM-Konverter. Bei diesem Verfahren werden die üblichen Sauerstoffeinleitungsdüsen zunächst als öl-Sauerstoff-Brenner zum Schrottvorheizen betrieben.German patent application P 27 56 432 relates to a method for increasing the scrap rate in steel production in the OBM converter. In this process, the usual oxygen injection nozzles are initially operated as oil-oxygen burners for preheating scrap.

Nachdem Roheisen in den Konverter chargiert ist, führt man den üblichen Frischprozeß durch und setzt gasförmige Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Methan und Propan, als Düsenschutzmedium ein. Daraus ergeben sich hinsichtlich des Düsenaufbaues besondere Vorteile. Die erforderlichen Ölmengen zum Schrott-Vorheizen, die selbstverständlich über den Düsenschutzmediummengen liegen, können durch den gleichen Ringspalt der Sauerstoffeinleitungsdüsen geführt werden wie die gasförmigen Kohlenwasserstoffe beim Stahlfrischen. Die gasförmigen Kohlenwasserstoffe haben sich in der betrieblichen Handhabung bei der Verwendung als Schutzmedien bei der Stahlproduktion als problemlos erwiesen, während sich Ölprodukte besonders gut zum Schrottvorheizen eignen.After pig iron has been charged into the converter, the usual fresh process is carried out and gaseous hydrocarbons, for example methane and propane, are used as the nozzle protection medium. This results in special advantages with regard to the nozzle structure. The quantities of oil required for preheating the scrap, which are of course higher than the quantities of the nozzle protection medium, can be passed through the same annular gap in the oxygen inlet nozzles as the gaseous hydrocarbons used to refresh the steel. The gaseous hydrocarbons have proven to be problem-free in operational handling when used as protective media in steel production, while oil products are particularly suitable for preheating scrap.

Die wechselweise Versorgung der Düsen mit verschiedenen gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, hat in der Betriebspraxis einige Schwierigkeiten aufgeworfen. Zwar beschreibt das deutsche Patent 21 6 1 000 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Zuteilung und wechselweisen Zuführung von flüssigen oder gasförmigen Schutzmedien für Frischgasdüsen in einem Konverter, jedoch erwies sich dieses Verfahren bei der Anwendung im Stahlwerk als nicht ausreichend betriebssicher. Die zuverlässige Versorgung der Düsen mit Kohlenwasserstoffen während der Einsatzzeit ohne jede Unterbrechung ist eine notwendige Voraussetzung, denn sobald diese Bedingung nicht eingehalten wird, brennen die Düsen zurück und sachen langwierige Reparaturarbeiten erforderlich, die entsprechende Produktionsausfallzeiten nach sich ziehen. Die wirtschaftlichen Nachteile, die sich daraus ergeben, sind erheblich. Insbesondere zeigten sich die Mehrfach-Umschaltventile und die Regeleinrichtungen im heißen Konverterbereich als störanfällig. Darüber hinaus neigen Steuerventile mit Kolbenschiebereinrichtungen, wie sie das bekannte Verfahren für das Umschalten von gasförmigen auf flüssige Kohlenwasserstoffe beschreibt, gelegentlich zum Klemmen des Kolbenschiebers in den Führungen.The alternate supply of the nozzles with various gaseous and / or liquid hydrocarbons has posed some difficulties in practice. The German patent 21 6 1 000 describes a method and a device for the uniform allocation and alternate supply of liquid or gaseous protective media for fresh gas nozzles in a converter, but this method proved to be insufficiently reliable when used in the steel mill. The reliable supply of hydrocarbons to the nozzles during operation without any interruption is a necessary prerequisite, because as soon as this condition is not met, the nozzles burn back and lengthy repair work is required, which results in corresponding downtimes in production. The economic disadvantages that result are considerable. In particular, the multiple changeover valves and the control devices in the hot converter area proved to be prone to failure. In addition, control valves with piston slide devices, as described in the known method for switching from gaseous to liquid hydrocarbons, occasionally tend to pinch the piston slide in the guides.

Eine weitere Vorrichtung zum gesteuerten Zuführen eines Frischgases und eines fluiden Schutzmediums nach der dettschen Patentschrift 23 26 754 beinhaltet zwar erhebliche Verbesserungen für die Sicherheitssteuerung des Düsenschutzmediums, jedoch zeigt beispielsweise das Regelventil eine ähnlich Neigung sum Klemmen wie der Kolbenschieber. Daraus resultiert weiterhin eine Verschlechterung der Feinregulierung der Düsenschutzmediummenge.A further device for the controlled supply of a fresh gas and a fluid protective medium according to the German patent 23 26 754 contains considerable improvements for the safety control of the nozzle protection medium, but for example the control valve shows a similar inclination to jamming as the piston valve. This also results in a deterioration in the fine regulation of the quantity of nozzle protection medium.

Bei Anwendung dieser bekannten Regel- und Steuereinrichtungen für die Versorgung der Düsen mit gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen erwies es sich, wegen der Temperaturempfindlichkeit der Vorrichtungen, für eine betriebssichere Anwendung als unumgänglich, die Regeleinrichtungen außerhalb des Konverterbereiches anzuordnen und die Schutzmediumversorgungsleitungen für jede Düse durch eine Mehrfach-Drehdurchführung am Konverterzapfen zu leiten.When using these known regulating and control devices for supplying the nozzles with gaseous and / or liquid hydrocarbons, because of the temperature sensitivity of the devices, for operationally reliable use, it proved to be essential to arrange the regulating devices outside the converter area and to pass the protective medium supply lines for each nozzle to lead a multiple rotary union on the converter pin.

Es versteht sich von selbst, daß der technische Aufwand für diese Vielfach-Drehdurchführungen groß ist. Normalerweise setzt man 10 bis ca. 25 Düsen bei Konvertergrößen von 50 t bis 300 t ein, und sobald die wechselweise Zuführung von gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffen zu den Düsen erforderlich ist, sind je zwei Leitungen zu jeder Düse nötig. Bei nur 10 Düsen bedeutet dies eine Drehdurchführung mit 2Q separaten Durchgängen. Der Tranaport von gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffen in den gleichen Düsenleitungen erwies sich als nachteilig, da aufgrund der verschiedenen Volumina der Medien unterschiedliche Leitungsquerschnitte benötigt werden.It goes without saying that the technical effort for these multiple rotary unions is great. Usually 10 to approx. 25 nozzles are used for converter sizes from 50 t to 300 t, and as soon as the alternating supply of gaseous and liquid hydrocarbons to the nozzles is necessary, two lines to each nozzle are necessary. With only 10 nozzles, this means a rotating union with 2Q separate passes. The transport of gaseous and liquid hydrocarbons in the same nozzle lines proved to be disadvantageous because different line cross sections are required due to the different volumes of the media.

Weiterhin stören lange Leitungswege von den Gleichverteilungs-, Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen außerhalb der Konverteranlage, über die Drehdurchführung bis zu den Düsen. Neben zusätzlichen Störquellen, insbesondere Leckagen in der Drehdurchführung, bewirken die relativ großen Leitungsvolumina eine höhere Trägheit im gesamten Steuersystem.Furthermore, long lines from the uniform distribution, control and monitoring devices outside the converter system, through the rotating union to the nozzles, are a problem. In addition to additional sources of interference, in particular leakage during rotation implementation, the relatively large line volumes result in a higher inertia in the entire control system.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile vermeidet und in einfacher, betriebssicherer Weise die gleichmäßige Zuteilung bei stark unterschiedlichen Durchflußraten sowie austauschbare Zuführung von gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen zu den Düsen erlaubt und gleichzeitig Sicherheitsateuerungen vorsieht, die weitgehend trägheitslos ansprechen und bereits die Drehdurchführung vor Gasrückströmungen schützen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren, das zur Erhöhung der Betriebssicherheit bei der Verwendung von gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, die Kohlenwasserstoff-Mengenregelvorrichtungen und die Verteilungseinrichtungen für die Einzelversorgung der Düsen mit gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen in einer Baueinheit mit der Drehdurchführung am Konverter zusammengefaßt werden und stromabwärts davon in jede Düsenleitung für die gasförmigen Kohlenwasserstoffe ein Sicherheitssteuerorgan eingebaut wird.It is therefore the object of the invention to provide a method which avoids the aforementioned disadvantages and which, in a simple, reliable manner, permits uniform allocation at widely differing flow rates and interchangeable supply of gaseous and / or liquid hydrocarbons to the nozzles and at the same time provides safety controls, which respond largely without inertia and already protect the rotating union from back gas flows. The solution to this problem consists in a method that increases the operational safety when using gaseous and / or liquid hydrocarbons, the hydrocarbon quantity control devices and the distribution devices for the individual supply of the nozzles with gaseous and / or liquid hydrocarbons in one unit with the rotary union be summarized at the converter and a safety control device is installed downstream of it in each nozzle line for the gaseous hydrocarbons.

Das erfindungsgemäße Vorfahren, bei dem die Kohlenwasserstoffmengenregelvorrichtungen getrennt für gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe und die Verteilung auf individuelle Düsenversorgungsleitungen in einer Baugruppe mit der Drehdurchführung am Konverter zusammengefaßt werden, nachfolgend als drehbare Regeleinheit bezeichnet, und dem in den Düsenleitungen für gasförmige Kohlenwasserstoffe je ein Sicherheitssteuerorgan mit mehreren Funktionen, im weiteren mit Sicherheitssteuerorgan bezeichnet, nachgeschaltet wird, weist eine Reihe von Vorteilen gegenüber den bekannten Verfahren zur Versorgung der Düsen mit Kohlenwasserstoffen auf. Bis zu der drehbaren Regeleinheit werden die Kohlenwasserstoffe lediglich in einer Sammelleitung geführt.The ancestor according to the invention, in which the hydrocarbon quantity control devices for gaseous and liquid hydrocarbons and the distribution on individual nozzle supply lines are combined in one assembly with the rotating union on the converter, hereinafter referred to as a rotatable control unit, and in the nozzle lines for gaseous hydrocarbons, one safety control unit with several each Functions, hereinafter referred to as safety control device, has a number of advantages over the known methods for supplying the nozzles with hydrocarbons. Up to the rotatable control unit, the hydrocarbons are only led in a manifold.

Sobald für den Betrieb der Einsatz von gasförmigen und flüssigen Kohienwaaaerstoffen vorgesehen ist, wird je eine Sammelleitung für das Gas, beispielsweise Methan, Propan, und für die Flüssigkeit, beispielsweise Öl, verlegt. Die Sammelleitungen weisen einen ausreichenden Querschnitt für die maximale Durchflußrate bei stark unterschiedlichen Durchflußmengen auf. Es liegt auch im Sinne der Erfindung, lediglich eine Kohlenwasseratoffsorte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren den Düsen zuzuleiten. Zum Beispiel hat es sich beim Einsatz von Erdgas, d. h. Methan, bewährt, entsprechend hohe Mengen zum Vorheizen von Schrott den Düsen zuzuführen und während des Frischprozesses den Kohlenwasserstoffdurchsatz auf die für den Düsenschutz erforderliche Menge von ca. 6 bis 10 %, bezogen auf den eingeleiteten Sauerstoff, zu reduzieren. Die Mengenregelvorrichtung in der drehbaren Regeleinheit erlaubt diese Arbeitsweise problemlos. Entsprechend kann beim Einsatz flüssiger Kohlenwasserstoffe, z.B. Ö1, verfahren werden.As soon as the use of gaseous and liquid kohienwaaa materials is provided for the operation, a manifold for the gas, for example methane, propane, and for the liquid, for example oil, is laid. The manifolds have a sufficient cross-section for the maximum flow rate with widely differing flow rates. It is also within the scope of the invention to supply only one type of hydrocarbon to the nozzles by the method according to the invention. For example, when using natural gas, i.e. H. Methane, proven, to supply correspondingly large quantities for preheating scrap to the nozzles and to reduce the hydrocarbon throughput to the quantity required for nozzle protection of approx. 6 to 10%, based on the oxygen introduced, during the fresh process. The quantity control device in the rotatable control unit allows this method of operation without any problems. Accordingly, when using liquid hydrocarbons, e.g. Ö1, to be moved.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist besondere Vorteile beim wechselweisen Einsatz von gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffen auf. Die drehbare Regeleinheit verfügt bei dieser Anwendung über zwei getrennte Regel- und Verteilungseinrichtungen. Die Mengenregelvorrichtung für die Kohlenwasserstoffe kann beliebig während der Betriebszeit gesteuert werden. Sie arbeitet synchron für sämtliche Düsen im Konverter.The method according to the invention has particular advantages when alternating use of gaseous and liquid hydrocarbons. The rotating control unit has two separate control and distribution devices for this application. The quantity control device for the hydrocarbons can be controlled as desired during the operating time. It works synchronously for all nozzles in the converter.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in den relativ kurzen, individuellen Versorgungsleitungen für flüssige und/oder gasförmige Kohlenwasserstoffe zu jeder Düse. Ausgehend von der drehbaren Regeleinheit am Konverterzapfen, sind lediglich die kurzen Abstände zwischen dem Konverterzapfen und den Düsen durch entsprechende Leitungen für jede Düse zu überbrücken. Diese individuellen Düsenversorgungsleitungen können auf einen minimalen Querschnitt ausgelegt werden, so daß bei höchsten Durchsatzraten etwa ein maximaler Druckverlust für gasförmige Kohlenwasserstoffe von ca. 0.2 atü und für flüssige Kohlenwasserstoffe von ca. 1 atü nicht überschritten wird. Es ergeben sich damit relativ kleine Volumina in den Leitungen, und diese geringen Totvolumina wirken sich günstig auf das gesamte Steuersystem aus. Einmal spricht die Steuerung nahezu trägheitslos an, und beim Umschalten auf kohlenwasserstofffreie Düsenkühlmedien, beispielsweise Stickstoff, Luft, Argon, während der Konverterliegezeiten sind nur kurze Leitungsstücke freizublasen, d.h. die Kohlenwasserstoffrestmengen in den individuellen Düsenleitungen sind klein.Another advantage of the method according to the invention is the relatively short, individual supply lines for liquid and / or gaseous hydrocarbons to each nozzle. Starting from the rotatable control unit on the converter pin, only the short distances between the converter pin and the nozzles have to be bridged by corresponding lines for each nozzle. These individual nozzle supply lines can be designed for a minimal cross-section, so that at maximum throughput rates a maximum pressure loss of about 0.2 atü for gaseous hydrocarbons and of about 1 atü for liquid hydrocarbons is not exceeded. This results in relatively small volumes in the lines, and these small dead volumes have a favorable effect on the entire control system. On the one hand, the control responds almost without inertia, and when switching to hydrocarbon-free nozzle cooling media, e.g. nitrogen, air, argon, only short line sections need to be blown out during the converter idle times, ie the residual hydrocarbon quantities in the individual nozzle lines are small.

Die erfindungsgemäße drehbare Regeleinheit setzt sich im Prinzip aus einem ortsfesten Gehäuse, das beispielsweise mit dem Lagerbock des Konverters fest verbunden ist, und einem drehbaren Vorrichtungsteil, der ganz oder mindestens teilweise zentral in dem ortsfesten Gehäuse geführt wird, zusammen. Der drehbare Vorrichtungsteil ist erfindungsgemäß am Konverterdrehzapfen montiert und folgt somit der Konverterdrehbewegung.The rotatable control unit according to the invention is composed in principle of a stationary housing which is, for example, firmly connected to the bearing block of the converter, and a rotatable device part which is guided completely or at least partially centrally in the stationary housing. According to the invention, the rotatable device part is mounted on the converter pivot and thus follows the converter rotation.

Der drehbare Vorrichtungsteil besteht im wesentlichen aus den Mengenregulierorganen, die mit der Verteilungseinrichtung auf die individuellen Düsenzuführungsleitungen für gasförmige und/ oder flüssige Kohlenwasserstoffe integriert sind. Die Mengenregulierung erfolgt in an sich bekannter Weise durch Veränderung des Strömungsquerschnittes vor dem Eintritt der Kohlenwasserstoffe in die individuellen Düsenzuführungsleitungen. Die Querschnittsveränderung wird durch einen Steuerkolben bewirkt, der mittels üblicher Dichtungen und mit Zwischenentlüftungen gegen das ortsfeste Gehäuse abgedichtet ist. Die axiale Kolbenverschiebung bewirkt ein druckgesteuerter Membranteller, der von einer üblichen elektropneumatischen Steuereinheit bewegt wird, im ortsfesten Gehäuse. Gemäß der Erfindung ist dieser Membranteller über ein Axiallager mit dem Steuerkolben im Eingriff.The rotatable part of the device essentially consists of the quantity regulating elements which are integrated with the distribution device on the individual nozzle feed lines for gaseous and / or liquid hydrocarbons. The quantity is regulated in a manner known per se by changing the flow cross section before the hydrocarbons enter the individual nozzle supply lines. The change in cross section is effected by a control piston which is sealed against the stationary housing by means of conventional seals and with intermediate vents. The axial piston displacement results in a pressure-controlled diaphragm plate, which is moved by a conventional electropneumatic control unit, in the stationary housing. According to the invention, this diaphragm plate is in engagement with the control piston via an axial bearing.

Eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, den genannten Steuerkolben so auszubilden, daß er direkt als Hydraulikkolben wirkt. Die axialen Bewegungen des Steuerkolbens werden dann durch den Druck einer Hydraulikflüssigkeit zwischen dem ortsfesten Gehäuseteil und dem drehbaren Steuerkolben bewirkt. Der erforderliche Druck der Hydraulikflüssigkeit, um die gewünschten Axialbewegungen des Steuerkolbens hervorzurufen, wird durch eine handelsübliche elektropneumatische Steuereinrichtung bzw. Hydrauliksteuereinheit eingestellt. Bei dieser Bauweise erübrigt sich das zuvor genannte Axiallager in Verbindung mit dem Membranteller zur Ubertragung der Mambrantellerbewegung auf den Steuerkolben.An advantageous embodiment of the device according to the invention is to design the control piston mentioned so that it acts directly as a hydraulic piston. The axial movements of the control piston are then caused by the pressure of a hydraulic fluid between the stationary housing part and the rotatable control piston. The pressure of the hydraulic fluid required to produce the desired axial movements of the control piston is set by a commercially available electropneumatic control device or hydraulic control unit. With this type of construction, the aforementioned axial bearing in connection with the diaphragm plate for transferring the diaphragm plate movement to the control piston is unnecessary.

Gemäß der Erfindung werden die Sicherheitssteuerorgane in den individuellen Versorgungsleitungen für gasförmige Kohlenwasserstoffe mit dem drehbaren Vorrichtungsteil an der drehbaren Regeleinheit verbunden. Damit ergibt sich nur noch die Notwendigkeit, den erforderlichen Steuerdruck für die Sicherheitssteuerorgane vom ortsfesten zum drehbaren Teil der Regeleinheit zu übertragen. Ebenso können auf unkomplizierte Weise elektrische Signale für Anzeige- und Steuerzwecke von den Sicherheitssteuerorganen über entsprechende elektrische Schleifkontakte an der drehbaren Regeleinheit geleitet werden.According to the invention, the safety control elements in the individual supply lines for gaseous hydrocarbons are connected to the rotatable device part on the rotatable control unit. This only results in the need to transmit the required control pressure for the safety control elements from the stationary to the rotatable part of the control unit. Likewise, electrical signals for display and control purposes can be passed in an uncomplicated manner from the safety control elements via corresponding electrical sliding contacts on the rotatable control unit.

Gemäß der Erfindung kann die drehbare Regeleinheit über einen in der Drehachse zentral angeordneten Durchgang verfügen. Dieser zentrale Durchgang ist gasdicht gegenüber sämtlichen Systemen der drehbaren Steuereinheit abgedichtet. Der Durchgang ist beispielsweise als zusätzliche Versorgungsleitung für den Konverter mit beliebigen Medien oder als Meß-Leitung zu nutzen. Der genannte zentrale Durchgang kann weiterhin mehrere-Leitungen, beispielsweise in Form konzentrischer Rohre, die ebenfalls gegeneinander gedichtet sind, aufnelimen. So hat es sich z.B. bewährt, für Kontrollmessungen an den Bodendüsen eines Konverters drei Druckmeßleitungen in Form konzentrischer Rohre durch die Zentralbohrung der drehbaren Steuereinheit zu führen.According to the invention, the rotatable control unit can have a passage arranged centrally in the axis of rotation. This central passage is sealed gas-tight against all systems of the rotatable control unit. The passage can be used, for example, as an additional supply line for the converter with any media or as a measuring line. Said central passage may further includes a plurality - in the form of concentric lines, for example pipes, which are also sealed against each other, aufnelimen. For example, it has proven to be useful to run three pressure measuring lines in the form of concentric tubes through the central bore of the rotatable control unit for control measurements at the bottom nozzles of a converter.

Das Sicherheitssteuerorgan in jeder Düsenleitung für die gasförmigen Kohlenwasserstoffe stellt eine in Wechselbeziehung stehende Kombination von Druckbegrenzungs- und Rückschlagventil mit Differenzdruckwächter dar. Im wesentlichen verfügt es über drei bewegliche Membranteller, deren Stellung sich entsprechend der in fünf voneinander getrennten Druckräumen herrschenden Drücke ergibt. Dieses Sicherheitssteuerorgan reguliert einmal den Druck der gasförmigen Kohlenwasserstoffe an den Düsen und den herrschenden Sauerstoffdruck an jeder Düse und wirkt zum anderen gleichzeitig als Rückschlagventil, sobald Sauerstoff, d.h. ein höherer Druck, in den Düsenringspalt gelangt. Darüberhinaus überwacht es die Durchflußmenge von gasförmigen Kohlenwasserstoffen durch die Düsen, der sich aus dem Druckvergleich des Gases vor und nach dem Mengenregulierorgan ergibt. Sobald diese Druckdifferenz einen Mindestwert unterschreitet, wird ein elektrisches Warn-oder Steuersignal ausgelöst.The safety control element in each nozzle line for the gaseous hydrocarbons represents an interrelated combination of pressure relief and non-return valve with differential pressure switch. It essentially has three movable diaphragm plates, the position of which is determined by the pressures prevailing in five separate pressure chambers. This safety controller regulates the pressure of the gaseous hydrocarbons at the nozzles and the prevailing oxygen pressure at each nozzle, and at the same time acts as a check valve as soon as Oxygen, ie a higher pressure, gets into the nozzle ring gap. In addition, it monitors the flow rate of gaseous hydrocarbons through the nozzles, which results from the pressure comparison of the gas before and after the flow regulator. As soon as this pressure difference falls below a minimum value, an electrical warning or control signal is triggered.

Gemäß der Erfindung kann die Druckdifferenz auch als Analogwert übertragen und angezeigt werden. Damit läßt sich in einfacher Weise die Düsenversorgung mit Kohlenwasserstoffen und die Funktion der Sicherheitssteuerorgane überwachen.According to the invention, the pressure difference can also be transmitted and displayed as an analog value. This allows the nozzle supply with hydrocarbons and the function of the safety control elements to be monitored in a simple manner.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nunmehr anhand von Beispielen und beispielhaften, bevorzugten Ausführungsformen der Vorrichtungen und entsprechenden Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 einen Schnitt durch die drehbare Regeleinheit, die in diesem Beispiel für gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe ausgelegt ist;
  • Fig. 2 einen Schnitt durch das Sicherheitssteuerorgan für gasförmige Kohlenwasserstoffe;
  • Fig. 3 zeigt einen Konverter mit der erfindungsgemäßen Versorgungsvorrichtung im Schnitt, und
  • Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Versorgungsvorrichtung im Schnitt.
The method according to the invention will now be explained in more detail with reference to examples and exemplary preferred embodiments of the devices and corresponding illustrations. Show it:
  • 1 shows a section through the rotatable control unit, which is designed for gaseous and liquid hydrocarbons in this example.
  • 2 shows a section through the safety control element for gaseous hydrocarbons.
  • Fig. 3 shows a converter with the supply device according to the invention in section, and
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the supply device in section.

Die drehbare Regeleinheit, gemäß Fig. 1, besteht aus dem ortsfesten Gehäuse 1, in Fig. 1 schräg schraffiert, und dem drehbaren Vorrichtungsteil 2, in Fig. 1 kreuzschraffiert. Die Sammelleitung 3 für die gasförmigen Kohlenwasserstoffe ist mit dem ortsfesten Gehäuse 1 verschweißt. Aus dem Verteilungsraum 4 strömen die gasförmigen Kohlenwasserstoffe über die Bohrungen 5 im drehbaren Vorrichtungsteil zu den Anschlußleitungen 6 in das Sicherheitssteuerorgan 7 und von dort in die individuellen Düsenleitungen für gasförmige Kohlenwasserstoffe 8. Die Sicherheitssteuerorgane 7 in jeder Düsenleitung für gasförmige Kohlenwasserstoffe sind mit dem-drehbaren Vorrichtungsteil 2 fest verbunden und folgen demgemäß ebenfalls der Konverterdrehbewegung.The rotatable control unit, according to FIG. 1, consists of the stationary housing 1, hatched in FIG. 1, and the rotatable device part 2, cross-hatched in FIG. 1. The manifold 3 for the gaseous hydrocarbons is welded to the fixed housing 1. From the distribution space 4, the gaseous hydrocarbons flow through the holes 5 in the rotatable device part to the connecting lines 6 in the safety control element 7 and from there into the individual nozzle lines for gaseous hydrocarbons 8. The safety control elements 7 in each nozzle line for gaseous hydrocarbons are with the rotatable device part 2 firmly connected and accordingly also follow the converter rotation.

Die Mengenregulierorgane an den Eintrittsöffnungen der Kohlenwasserstoffe aus dem Verteilungsraum [4] in die Bohrungen [5] bestehen aus einer konischen Bohrung [9], in die die Regulierstifte [10] eintauchen. Die Eintauchtiefe der Regulierstifte [10] in die konischen Bohrungen [9] ergibt den, die Gasmengen bestimmenden, freien Querschnitt für die gasförmigen Kohlenwasserstoffe. Die Regulierstifte [10] sind mit dem Steuerkolben [11], der eine axiale Bewegung ausführen kann, fest verbunden. Die Regulierorgane übernehmen damit sowohl die Funktion eines Regelventiles für den Gesamtdurchfluß an Schutzmedien als auch die Gleichverteilung dieses Durchflusses auf die einzelnen Düsen.The quantity regulating elements at the inlet openings of the hydrocarbons from the distribution space [4] into the bores [5] consist of a conical bore [9] into which the regulating pins [10] are immersed. The immersion depth of the regulating pins [10] in the conical bores [9] gives the free cross section for the gaseous hydrocarbons that determines the gas quantities. The regulating pins [10] are firmly connected to the control piston [11], which can perform an axial movement. The regulators thus take on the function of a control valve for the total flow of protective media as well as the equal distribution of this flow on the individual nozzles.

Die axiale Verschiebung des Steuerkolbens [11] erfolgt durch eine an sich bekannte pneumatische Steuerung, die im wesentlichen aus dem Membranteller [12] und der Steuereinheit [13] besteht. Der Membranteller [12] ist über das Axiallager [14] mit dem Steuerkolben gekoppelt. In Ruhestellung drückt die Feder [15] den Membranteller [12] so weit in axialer Richtung in den Druckraum [16], bis die Regulierstifte [10] die konischen Bohrungen [9] verschließen. In Arbeitsstellung reguliert die elektropneumatische Steuereinheit [13] den Druck im Druckraum [16] so ein, daß der Membranteller [12] die gewünschte Lage einnimmt, die der Steuereinheit [13] durch ein elektrisches Signal mitgeteilt wird. Durch den mechanischen Stellungsgeber [17], der mit der Steuereinheit [13] in Verbindung steht, überwacht die Steuereinheit [13] die gewünschte Stellung des Membrantellers [12]. Der Druckraum [16] ist über eine Membran [18] gegen den drucklosen Raum [19], in dem sich auch die Feder befindet, abgedichtet.The axial displacement of the control piston [11] is carried out by a pneumatic control known per se, which essentially consists of the diaphragm plate [12] and the control unit [13]. The diaphragm plate [12] is coupled to the control piston via the thrust bearing [14]. In the rest position, the spring [15] presses the diaphragm plate [12] in the axial direction into the pressure chamber [16] until the regulating pins [10] close the conical bores [9]. In the working position, the electropneumatic control unit [13] regulates the pressure in the pressure chamber [16] in such a way that the membrane plate [12] assumes the desired position, which is communicated to the control unit [13] by an electrical signal. The control unit [13] monitors the desired position of the diaphragm plate [12] by means of the mechanical position transmitter [17], which is connected to the control unit [13]. The pressure chamber [16] is sealed with a membrane [18] against the unpressurized space [19] in which the spring is also located.

Bei den weiteren Dichtungen, beispielsweise [20], zwischen dem Stellzylinder und dem Membranteller handelt es sich um übliche Dichtmittel. Um sicher das Überströmen verschiedener Medien von einer Kammer in die andere zu verhindern, beispielsweise vom Druckraum (16) in die Verteilerkammer (4) für gasförmige Kohlenwasserstoffe, werden vorteilhafterweise zwei Dichtungen mit einer drucklosen Zwischenentlüftung kombiniert, beispielsweise Dichtung (21, 22) und Zwischenentlüftung (23).The other seals, for example [20], between the actuating cylinder and the diaphragm plate are conventional sealants. To safely prevent the overflow of different media from one chamber to the other, For example, from the pressure chamber (16) into the distribution chamber (4) for gaseous hydrocarbons, two seals are advantageously combined with an unpressurized intermediate vent, for example seal (21, 22) and intermediate vent (23).

Die flüssigen Kohlenwasserstoffe werden der drehbaren Regeleinheit über die Sammelleitung [24] zugeführt. Sie durchströmen den Ringkanal [25] im drehbaren Vorrichtungsteil und gelangen in die Verteilerkammer [26] für flüssige Kohlenwasserstoffe. Von dort aus fließen sie über die Mengenregulierorgane, bestehend aus den konischen Bohrungen [27] und den Regulierstiften [28] in die individuellen Düsenleitungen [29]. Die Mengenregulierung der flüssigen Kohlenwasserstoffe erfolgt durch die gleiche pneumatische Steuereinheit [13], in Verbindung mit dem Membranteller [12] und dem Steuerkolben (11).The liquid hydrocarbons are fed to the rotatable control unit via the manifold [24]. They flow through the ring channel [25] in the rotatable part of the device and reach the distribution chamber [26] for liquid hydrocarbons. From there they flow into the individual nozzle lines [29] via the flow regulating elements, consisting of the conical bores [27] and the regulating pins [28]. The quantity of liquid hydrocarbons is regulated by the same pneumatic control unit [13] in connection with the diaphragm plate [12] and the control piston (11).

Bei der Versorgung der Konverterdüsen mit gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffen, führen demgemäß zu jeder Düse eine Leitung [8] für gasförmige Kohlenwasserstoffe und eine Leitung [29] für flüssige Kohlenwasserstoffe. Jeder dieser Leitungen ist ein Mengenregulierorgan, bestehend aus konischer Bohrung [9], [27] und Regulierstift [10], [28], zugeordnet. Der drehbare Vorrichtungsteil [2] stützt sich gegen das ortsfeste Gehäuse [l] über die Axiallager [30] ab.When the converter nozzles are supplied with gaseous and liquid hydrocarbons, a line [8] for gaseous hydrocarbons and a line [29] for liquid hydrocarbons lead to each nozzle. Each of these lines is assigned a volume regulator, consisting of a conical bore [9], [27] and regulating pin [10], [28]. The rotatable device part [2] is supported against the stationary housing [l] via the axial bearings [30].

Die elektrischen Anzeige- und Steuerspannungen werden vom drehbaren Vorrichtungsteil [2] zum ortsfesten Gehäuse [1] mittels der Schleifkontakteinheit [31] übertragen. Die Schleifkontakteinheit [51] wird zur Übertragung der elektrischen Signale aus den einzelnen Sicherheitssteuerorganen benötigt. Den Steuerdruck für die Leitung [32] am Sicherheitssteuerorgan führt man über die Zuführungsleitung am ortsfesten Gehäuse [1] zu dem drehbaren Vorrichtungsteil [2] und von dort zu dem Sicherheitssteuerorgan [7]. Ein solcher Leitungsweg ist teilweise dargestellt. Über den Ansehluß [34] und die Bohrung [35] im ortsfesten Gehäuse [1] wird der Druck zwischen den beiden Dichtungen [36], [40] dem drehbaren Vorrichtungsteil [2] zugeführt und über eine nicht dargestellte Bohrung in diesem drehbaren Vorrichtungsteil [2] an die Zuführung [32] des Sicherheitssteuerorganes [7] weitergeleitet, während die Sammelleitung [33] lediglich den Druck im Sammelraum [4] führt, der durch eine weitere, nicht dargestellte Bohrung im drehbaren Vorrichtungsteil [2] zur Sammelleitung [33] geführt wird. Leitung (69) führt vom Sicherheitssteuerorgan (7) zur Düsenleitung (8).The electrical display and control voltages are transmitted from the rotatable device part [2] to the stationary housing [1] by means of the sliding contact unit [31]. The sliding contact unit [51] is required to transmit the electrical signals from the individual safety control elements. The control pressure for the line [32] on the safety control element is led via the supply line on the stationary housing [1] to the rotatable ren device part [2] and from there to the safety control element [7]. Such a route is partially shown. Via the inlet nut [34] and the bore [35] in the stationary housing [1], the pressure between the two seals [36], [40] is supplied to the rotatable device part [2] and via a bore, not shown, in this rotatable device part [ 2] to the feed [32] of the safety control element [7], while the manifold [33] only guides the pressure in the manifold [4], which leads to the manifold [33] through a further hole, not shown, in the rotatable device part [2]. to be led. Line (69) leads from the safety control element (7) to the nozzle line (8).

Wie bereits ausgeführt, sind unterschiedliche Medienräume mit Doppel-Dichtungen und Zwischenentlüftung gegeneinander abgedichtet. Beispielsweise befindet sich zwischen den Dichtungen [37] und [38], die den axialbeweglichen Steuerkolben zwischen den Verteilungsräumen für flüssige Kohlenwasserstoffe [26] und gasförmige Kohlenwasserstoffe [4] abdichten, ebenfalls eine nicht dargestellte Zwischenentlüftung. Ähnlich, wie die Zwischenentlüftung [39] zwischen den beiden Dichtungen [40] und [41] zu erkennen ist.As already stated, different media rooms are sealed against each other with double seals and intermediate ventilation. For example, between the seals [37] and [38], which seal the axially movable control piston between the distribution spaces for liquid hydrocarbons [26] and gaseous hydrocarbons [4], there is also an intermediate vent, not shown. Similar to how the intermediate ventilation [39] between the two seals [40] and [41] can be seen.

Die dargestellte, drehbare Regeleinheit weist weiterhin eine zentrale Bohrung [42] auf. Am ortsfesten Gehäuse [1] befindet sich der Anschluß [43] und am drehbaren Vorrichtungsteil [2] der Anschluß [44] für diese zentrale Bohrung [42]. Durch diese Leitung, die mittels der Dichtungen [45] and [46] sowie der Zwischenentlüftung [47] vollkommen gegen die anderen Systeme der drehbaren Regeleinheit abgedichtet ist, können ein weiteres Medium bzw. ein Steuerdruck an den Konverter geführt werden, oder diese Leitung läßt sich für Druckmessungen am Konverter nutzen.The rotatable control unit shown also has a central bore [42]. The connection [43] is located on the stationary housing [1] and the connection [44] for this central bore [42] on the rotatable device part [2]. Through this line, which is completely sealed against the other systems of the rotatable control unit by means of the seals [45] and [46] and the intermediate vent [47], a further medium or a control pressure can be supplied to the converter, or this line can be left use for pressure measurements on the converter.

Es liegt weiterhin im Sinne der Erfindung, eine oder mehrere konzentrische Leitungen durch die Bohrung (42).zu führen und gegeneinander abzudichten, wie es für die Bohrung (42) dargestellt ist.It is also within the meaning of the invention to lead one or more concentric lines through the bore (42) and to seal them against one another, as shown for the bore (42).

Die drehbare Regeleinheit, gemäß Figur 1, stellt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Zufuhr von gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffen an die Konverterdüsen dar. Sie läßt sich auch für zwei verschiedene gasförmige bzw. flüssige Kohlenwasserstoffe anwenden. Die Querschnitte für die Mengenregulierung sind selbstverständlich den Durchflußraten anzupassen.The rotatable control unit according to FIG. 1 represents a preferred embodiment of the device according to the invention for the supply of gaseous and liquid hydrocarbons to the converter nozzles. It can also be used for two different gaseous or liquid hydrocarbons. The cross sections for the quantity regulation are of course to be adapted to the flow rates.

Die drehbare Regeleinheit läßt sich auch für eine Sorte von Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Flüssigkeiten oder Gase, verwenden. Es hat sich bewährt, eine entsprechend vereinfachte Ausführung der drehbaren Regeleinheit für die Versorgung eines Konverters mit einer Sorte von Kohlenwasserstoffen zu benutzen. Es wird dann nur ein Satz von Mengenregulierorganen und nur eine individuelle Leitung für jede Düse benötigt.The rotating control unit can also be used for a variety of hydrocarbons, for example liquids or gases. It has proven useful to use a correspondingly simplified version of the rotatable control unit for supplying a converter with a type of hydrocarbon. Then only one set of flow regulators and only one individual line for each nozzle is required.

Das in Fig. 2 gezeigte Sicherheitssteuerorgan (7) besteht im wesentlichen aus den drei Membrantellern (50),(51) und (52) und den fünf gegeneinander abgedichteten Druckräumen (53), (54), (55), (56) und (57). Jeder der drei Membranteller (50), (51), (52) ist mit Dichtungsmembranen (58), (59), (60) gegen das Gehäuse (61) des Sicherheitssteuerorganes abgedichtet.The safety control member (7) shown in Fig. 2 consists essentially of the three diaphragm plates (50), (51) and (52) and the five pressure chambers (53), (54), (55), (56) and (57). Each of the three membrane plates (50), (51), (52) is sealed with sealing membranes (58), (59), (60) against the housing (61) of the safety control element.

Von der drehbaren Regeleinheit strömt die eingestellte Kohlenwasserstoffmenge für die einzelne Düse dem Sicherheitssteuerorgan über die Leitung (6) zu. Im Druckraum (53) herrscht demgemäß der gleiche Gasdruck wie in der Zuführungsleitung (6). Dieser Druck wird über den Anschluß (62) auch dem Druckraum (53) am Membranteller (52) mitgeteilt.The set hydrocarbon quantity for the individual nozzle flows from the rotatable control unit to the safety control element via line (6). Accordingly, the same gas pressure prevails in the pressure chamber (53) as in the feed line (6). This pressure is also communicated to the pressure chamber (53) on the membrane plate (52) via the connection (62).

In der dargestellten, üblichen Betriebsstellung der Systeme im Sicherheitssteuerorgan herrscht der Druck im Druckraum [53] auch im Druckraum [55]. Der Leitungsweg führt über den Anschluß [62], die geöffnete Dichtung [63] und die Bohrung [64] in dem Membranteller [51] zu den Druckräumen [53] und [55]. Der Membranteller [50], der gegen die Federkraft der Feder [65] arbeitet, gibt über das Verbindungsstück [66] einen Durchlaßquerschnitt [68] an der Dichtung [67] frei. Über diesen Durchlaßquerschnitt [68] strömt das Kohlenwasserstoffgas aus der Leitung [6] über den Druckraum [53] in den Druckraum [54] und verläßt diesen über die Austrittsöffnung [69] und gelangt schließlich durch die individuelle Düsenleitung [8] zur Düse.In the normal operating position of the systems shown in the safety control element, the pressure in the pressure chamber [53] also prevails in the pressure chamber [55]. The pipeline leads via the connection [62], the opened seal [63] and the hole [64] in the diaphragm plate [51] to the pressure chambers [53] and [55]. The diaphragm plate [50], which works against the spring force of the spring [65], releases a passage cross-section [68] on the seal [67] via the connecting piece [66]. Via this passage cross section [68], the hydrocarbon gas flows from the line [6] via the pressure chamber [53] into the pressure chamber [54] and leaves it via the outlet opening [69] and finally reaches the nozzle through the individual nozzle line [8].

Da im Druckraum [55] in dieser Schaltstellung des Membrantellers [51] der Druck des Druckraumes [53] herrscht, wirkt das Sicherheitssteuerorgan jetzt als servogesteuertes Rückschlagventil. Denn auf die Membrane [58] wirkt der Eingangsdruck über [55] öffnend und der Ausgangsdruck über [54] schließend auf den Ventilteller [70]; zusätzlich wirkt eine Feder [65] schließend. Kraftgleichgewicht ist erreicht, wenn der Eingangsdruck [55] um 0.2 bar höher ist als der Ausgangsdruck [54]; entsprechend wird die Feder [65] ausgelegt. So erhält man am Durchlaßquerschnitt einen konstanten Druckabfall von 0.2 bar. So wird ein Rückströmen von Medien aus dem Druckraum [54] in den Druckraum [53], also in umgekehrter Strömungsrichtung, sicher verhindert.Since the pressure of the pressure chamber [53] prevails in the switching position of the membrane plate [51] in the pressure chamber [55], the safety control element now acts as a servo-controlled check valve. This is because the inlet pressure via [55] opens on the diaphragm [58] and the outlet pressure via [54] closes the valve disk [70]; in addition, a spring [65] has a closing effect. Force equilibrium is reached when the inlet pressure [55] is 0.2 bar higher than the outlet pressure [54]; the spring [65] is designed accordingly. This gives a constant pressure drop of 0.2 bar at the passage cross-section. This reliably prevents media from flowing back from the pressure chamber [54] into the pressure chamber [53], ie in the opposite direction of flow.

Über die Zuführungsleitung [71] steht der Druckraum [56] mit dem Sauerstoffdruck der Düse in Verbindung. Normalerweise wird der Sauerstoffdruck über einen Drucktransmitter mit einem Inertgas, beispielsweise Stickstoff, dem Druckraum [56] mitgeteilt.The pressure chamber [56] is connected to the oxygen pressure of the nozzle via the feed line [71]. Normally, the oxygen pressure is communicated to the pressure chamber [56] via a pressure transmitter with an inert gas, for example nitrogen.

Eine weitere Funktion des Sicherheitssteuerorganes besteht darin, den Kohlenwasserstoffdruck im Druckraum [54] mit dem Sauerstoffdruck an der Düse zu vergleichen und den Kohlenwasserstoffdruck in jedem Fall niedriger einzustellen als den Sauerstoffdruck. Sobald im Druckraum [56] ein geringerer Druck als im Druckraum [53] herrscht, verändert der Membranteller [51] seine dargestellte Lage, und die Dichtung [72] öffnet, so daß eine Verbindung zwischen dem Druckraum [56] und dem Druckraum [55] besteht. Gleichzeitig schließt die Dichtung [63] und sperrt den Zutritt vom Druckraum [53] über die Zuführung [62] zum Druckraum [55]. Der Membranteller [51] arbeitet mit einer sogenannten Flipp-Flopp-Charakteristik, d.h. entweder dichtet die Dichtung [63], und die Dichtung [72] ist geöffnet, bzw. umgekehrt.Another function of the safety control element is to compare the hydrocarbon pressure in the pressure chamber [54] with the oxygen pressure at the nozzle and in any case to set the hydrocarbon pressure lower than the oxygen pressure. As soon as the pressure in the pressure chamber [56] is lower than in the pressure chamber [53], the diaphragm plate [51] changes its position and the seal [72] opens so that a connection between the pressure chamber [56] and the pressure chamber [55 ] consists. At the same time, the seal [63] closes and blocks access from the pressure chamber [53 ] via the feed [62] to the pressure chamber [55]. The membrane plate [51] works with a so-called flip-flop characteristic, ie either the seal seals [63] and the seal [72] is open or vice versa.

Wenn die Druckräume [56] und [55] miteinander verbunden sind, vergleicht der Membranteller [50] in der beschriebenen Weise diesen Druck mit dem Druckraum [54], und erst wenn eine genügend große Druckdifferenz zwischen den beiden Druckräumen besteht, kann das Kohlenwasserstoffgas aus dem Druckraum [53] über den Durchströmquerschnitt [68J in den Druckraum [54] gelangen. Mit anderen Worten wird durch das Zusammenwirken der Membranteller [50] und [51] jeweils der niedrigere Druck aus den Druckräumen [53] oder [56] wirksam, um eine ausreichende Druckdifferenz zwischen dem Druckraum [54] und [55] einzustellen, d.h. der Druck des Kohlenwasserstoffgases in der Leitung [69] liegt in jedem Betriebsfall unter dem niedrigeren Gasdruck im Druckraum [53] bzw. [56].If the pressure chambers [56] and [55] are connected to one another, the membrane plate [50] compares this pressure with the pressure chamber [54] in the manner described, and only when there is a sufficiently large pressure difference between the two pressure chambers can the hydrocarbon gas escape reach the pressure chamber [53] via the flow area [68J into the pressure chamber [54]. In other words, the interaction of the diaphragm plates [50] and [51] makes the lower pressure from the pressure chambers [53] or [56] effective in order to set a sufficient pressure difference between the pressure chambers [54] and [55], i.e. the pressure of the hydrocarbon gas in the line [69] is below the lower gas pressure in the pressure chamber [53] or [56] in each operating case.

Das erfindungsgemäße Sicherheitssteuerorgan überwacht schließlich noch die Durchflußmenge der gasförmigen Kohlenwasserstoffe und löst ein Signal aus, sobald eine Mindestmenge unterschritten wird. Zur Erfüllung dieser Funktion führt man dem Druckraum [57] den Druck der gasförmigen Kohlenwasserstoffe zu, wie er vor dem Mengenregulierorgan in der drehbaren Regeleinhcit im Verteilungsraum [4], herrscht. Solange der Druck im Druckraum [57] höher ist als im Druckraum [53], befindet sich der Membranteller [52] in der dargestellten Lage. Dies ist der übliche Betriebsfall. Sobald sich der Druck im Druckraum [53] dem im Druckraum [57] nähert, d.h. kein ausreichend hoher Druckabfall am Mengenregulierorgan [9], [10] mehr vorhanden ist, ändert der Membranteller [52], unterstützt durch die Federkraft der Feder [73], seine Lage. Damit nähert sich der Permanentmagnet [74] dem Magnetschalter [75] und schaltet ein elektrisches Signal ein.Finally, the safety control device according to the invention also monitors the flow rate of the gaseous hydrocarbons and triggers a signal as soon as a minimum amount is undershot. This is done to fulfill this function Pressure chamber [57] to the pressure of the gaseous hydrocarbons as it prevails in front of the volume regulating element in the rotatable control unit in the distribution space [4]. As long as the pressure in the pressure chamber [57] is higher than in the pressure chamber [53], the diaphragm plate [52] is in the position shown. This is the normal operating case. As soon as the pressure in the pressure chamber [53] approaches that in the pressure chamber [57], ie there is no longer a sufficiently high pressure drop at the volume regulating element [9], [10], the diaphragm plate [52] changes, supported by the spring force of the spring [73 ], its location. The permanent magnet [74] thus approaches the magnetic switch [75] and switches on an electrical signal.

Die Druckdifferenz am Mengenregulierorgan ist ein direktes Maß für die Durchflußmenge der gasförmigen Kohlenwasserstoffe. In der Betriebspraxis hat es sich als günstig erwiesen, bei einem Differenzdruck von 0.05 atü, der durch eine entsprechende Feder [73] eingestellt werden kann, dieses Signal auszulösen. Das elektrische Signal wird über die beschriebene Schleifkontakteinheit [31] an der drehbaren Regeleinheit zu einer beliebigen Anzeigestelle, beispielsweise in den Konverterleitstand, geführt.The pressure difference at the flow regulator is a direct measure of the flow rate of the gaseous hydrocarbons. In practice, it has proven to be advantageous to trigger this signal at a differential pressure of 0.05 atü, which can be set by means of a corresponding spring [73]. The electrical signal is routed via the described sliding contact unit [31] on the rotatable control unit to any display point, for example in the converter control room.

Gemäß der Erfindung kann die Druckdifferenz zwischen den Druckräumen (57) und (53) auch analog übertragen und angezeigt werden. Der Membranteller (52) übernimmt dann die Funktion einer üblichen Differenzdruckmeßeinrichtung. Die analoge Differenzdruckanzeige anstelle eines Signals bei kritischem Differenzdruck ist ein Weg, um kontinuierlich die Versorgung der Düsen mit Kohlenwasserstoffen und die Funktion der Sicherheitssteuerung zu überwachen.According to the invention, the pressure difference between the pressure spaces (57) and (53) can also be transmitted and displayed analogously. The membrane plate (52) then takes over the function of a conventional differential pressure measuring device. The analog differential pressure display instead of a signal at critical differential pressure is a way to continuously monitor the supply of hydrocarbons to the nozzles and the function of the safety control.

Das Sicherheitssteuerorgan gemäß Figur 2,
zeigt insbesondere, in welcher Weise die Steuerglieder für die Druckbegrenzung mit dem Servo-Rückschlagventil und dem Differenzdruckwächter zusammengefaßt sind. Die konstruktive Gestaltung dieser Baueinheit weicht von dieser weitgehend schematisierten Darstellung naturgemäß ab. Beispielsweise sind die Anschlüsse für die gasförmigen Kohlenwasserstoffe und die Steuerdrucke in einer Ebene zusammengefaßt. Die Verbindungsleitungen zu den einzelnen Druckräumen werden weitgehend durch Bohrungen im Gehäuse verwirklicht. Weiterhin kommen zum Teil Doppelmembranen zur besseren Führung der Membranteller und zur Unterstützung der Steuerfunktion zur Anwendung. Alternative Ausführungsformen, insbesondere hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung des Sicherheitssteuerorganes, liegen im Rahmen der Erfindung.The safety control device according to FIG. 2,
shows in particular how the control elements for the pressure limitation with the servo check valve and the differential pressure switch are summarized. The structural design of this unit naturally differs from this largely schematic representation. For example, the connections for the gaseous hydrocarbons and the control pressures are combined in one level. The connecting lines to the individual pressure rooms are largely realized through holes in the housing. In addition, double membranes are sometimes used to better guide the membrane plates and to support the control function. Alternative embodiments, in particular with regard to the structural design of the safety control element, are within the scope of the invention.

Die Anordnung des Sicherheitssteuerorganes, stromaufwärts von der Düse vor der drehbaren Regeleinheit, bietet, neben den beschriebenen Vorzügen, einen weiteren erheblichen Vorteil. Falls beim Betrieb der Düsen Gase unter einem höheren Druck, wie beispielsweise Sauerstoff, in die Düsenzuführungsleitungen strömen, reagiert das Sicherheitssteuerorgan in der beschriebenen Weise, beispielsweise als Servo-Rückschlagklappe, und schützt damit die drehbare Regeleinheit. In der bisherigen Betriebspraxis erweist es sich als besonders nachteilig, wenn ähnliche Steuer- und Überwachungseinrichtungen in nicht mehr temperaturgefährdeten Räumen, entfernt vom Konverter, untergebracht sind. Im Fall von Betriebsstörungen treten an den relativ komplizierten Mehrfach-Drehdurchführungen Beschädigungen auf.The arrangement of the safety control element upstream of the nozzle in front of the rotatable control unit offers, in addition to the advantages described, a further considerable advantage. If, during operation of the nozzles, gases under a higher pressure, such as oxygen, flow into the nozzle feed lines, the safety control element reacts in the manner described, for example as a servo check valve, and thus protects the rotatable control unit. In previous operating practice, it has proven to be particularly disadvantageous if similar control and monitoring devices are housed in rooms that are no longer at risk of temperature, away from the converter. In the event of malfunctions, damage occurs on the relatively complicated multiple rotary unions.

Die Figur 3 zeigt einen Sauerstoff-Durchblnskonverter, bestehend aus einem Stahlblechmantel 80 mit der feuerfesten Ausmauerung 81. Über der Konverteröffnung 82 ist die Gasfanghaube 83 angeordnet, mit der die Konverterabgase der nicht dargestellten Gasreinigungsanlage zugeführt werden. Der Konverter 80 ist mit einem Konvertertragring 84 kraftschlüssig verbunden. Am Konvertertragring 84 befinden sich die beiden Drehzapfen 85 und 86. Die Drehzapfen 85 und 86 sind in den Lagern 87 und 88 gelagert und ermöglichen die Konverterdrehbewegung. Der Antrieb für die Konverterdrehbewegung erfolgt durch Motoren und Getriebe in der Baueinheit 89. Der Konverterantrieb 89 und die Lager 87 und 88 sind durch Montageböcke 90 mit dem Betonfundament 91 fest verbunden.FIG. 3 shows an oxygen through-blowing converter, consisting of a sheet steel jacket 80 with the refractory lining 8 1 . Above the converter opening 82, the gas collecting hood 83 is arranged, with which the converter exhaust gases are fed to the gas cleaning system, not shown. The converter 80 is non-positively connected to a converter support ring 84. The two pivot pins 85 and 86 are located on the converter support ring 84. The pivot pins 85 and 86 are mounted in the bearings 87 and 88 and enable the converter to rotate. The drive for the converter rotary movement is carried out by motors and gears in the structural unit 89. The converter drive 89 and the bearings 87 and 88 are fixedly connected to the concrete foundation 91 by mounting blocks 90.

In der Bodenausmauerung 92 auf der Bodenplatte 93 des Sauerstoff-Durchblaskonverters befinden sich Düsen 94. Die Zentralrohre der aus zwei konzentrischen Rohren aufgebauten Düsen 94 werden über die Sammelleitung 95 und den Suspensionsverteiler 96 mit Sauerstoff und staubförmigen Schlackenbildnern versorgt. Die Zuführungsleitung 95 gelangt durch den Drehzapfen 85 und eine nicht dargestellte Drehdurchführung zum Suspensionsverteiler 96.Nozzles 94 are located in the floor lining 92 on the bottom plate 93 of the oxygen blow-through converter. The central tubes of the nozzles 94 constructed from two concentric tubes are supplied with oxygen and dust-like slag formers via the manifold 95 and the suspension distributor 96. The feed line 95 passes through the pivot pin 85 and a rotary feedthrough, not shown, to the suspension distributor 96.

Die Ringspalte der Düsen 94 werden mit flüssigen oder gasförmigen Kohlenwasserstoffen versorgt. Das druckgesteuerte Umschaltventil 97 am Düsenflansch 98 schaltet druckabhängig die Kohlenwasserstoffversorgung um. Jede Düse verfügt über eine getrennte Leitung für gasförmige - 99 und flüssige Kohlenwasserstoffe 100. Die Düsenversorgungsleitungen 99, 100 für gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe werden stromauf durch den Konverterdrehzapfcn 86 zu der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 101 geführt. Die Vorrichtung .101 ist ungefähr maßstabsgerecht dargestellt und mit dem Konverterdrehzapfen 86 fest verbunden.The annular gaps of the nozzles 94 are supplied with liquid or gaseous hydrocarbons. The pressure-controlled switch valve 97 on the nozzle flange 98 switches the hydrocarbon supply as a function of pressure. Each nozzle has a separate line for gaseous - 99 and liquid hydrocarbons 100. The nozzle supply lines 99, 100 for gaseous and liquid hydrocarbons are led upstream through the converter pivot 86 to the control device 101 according to the invention. The device .101 is shown approximately to scale and is firmly connected to the converter pivot 86.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Versorgung der Düsen mit gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen. Die Versorgung der Vorrichtung mit gasförmigen Kohlenwasserstoffen erfolgt durch die Sammelleitung 105 und mit flüssigen Kohlenwasserstoffen durch die Sammelleitung 106. Die Hydraulikflüssigkeit wird der Vorrichtung durch die Leitung 107 zugeführt. Der Steuerkolben 108 der Vorrichtung wird in axialer Richtung gemäß den Steuerbefehlen bewegt, und durch die Hydrauliksteuereinheit 109 geregelt. Die weiteren Funktionen der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung entsprechen der in Fig. 1 gezeigten.4 shows a further embodiment of the device for supplying the nozzles with gaseous and / or liquid hydrocarbons. The device is supplied with gaseous hydrocarbons through the manifold 105 and with liquid hydrocarbons through the manifold 106. The hydraulic fluid is fed to the device through the line 107. The control piston 108 of the device is moved in the axial direction according to the control commands and regulated by the hydraulic control unit 109. The other functions of the device shown in FIG. 4 correspond to those shown in FIG. 1.

Nachstehend wirddie Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.The operation of the device according to the invention is described below.

Ein OBM-Konverter mit 60 t Fassungsvermögen und 10 Bodendüsen dient zur Stahlerzeugung mit erhöhtem Schrottsatz. Dazu chargiert man zunächst 22 t Schrott in den leeren Konverter und benutzt die Bodendüsen als öl-Sauerstoff-Brenner zum Vorheizen.An OBM converter with a capacity of 60 t and 10 floor nozzles is used to produce steel with an increased scrap rate. To do this, first load 22 t of scrap into the empty converter and use the floor nozzles as an oil-oxygen burner for preheating.

Während der Schrottvorheizzeit wird die Öl-Sammelleitung 24 zur drehbaren Regeleinheit mit einer ölmenge von 75 1/min und einem Druck von 30 atü beschickt. Über die Mengenregulierorgane 27 und 28 wird diese ölmenge gleichmäßig auf die Ringspalte der 10 Düsen verteilt. Das Öl gelangt über die individuellenDuring the scrap preheating time, the oil collecting line 24 is fed to the rotatable control unit with an oil quantity of 75 l / min and a pressure of 30 atm. This quantity of oil is distributed evenly over the annular gaps of the 10 nozzles via the quantity regulating members 27 and 28. The oil gets through the individual

Zuführungsleitungen [29] zu einem T-Relais am Düsenende, das durch den anstehenden Druck den Weg zum Düsenringspalt freigibt. Der freie Querschnitt zwischen der konischen Bohrung [27] und dem Regulierstift [28] beträgt ca. 2 mm2 und der Druckabfall ca. 25 atü. Um das Öl zu verbrennen, werden den Düsen gleichzeitig insgesamt 150 Nm3/min Sauerstoff zugeführt.Supply lines [29] to a T relay at the nozzle end, which releases the path to the nozzle ring gap due to the pressure. The free cross section between the conical bore [27] and the regulating pin [28] is approx. 2 mm 2 and the pressure drop approx. 25 atm. In order to burn the oil, a total of 15 0 Nm 3 / min of oxygen are supplied to the nozzles at the same time.

Nach beendeter Vorheizzeit wird der Konverter mit 44 t Roheisen beschickt. Die Öl-Zufuhr zur Sammelleitung [24] ist zu diesem Zeitpunkt bereits unterbrochen, und durch den Ringspalt der Düsen strömt Stickstoff, der über die Sammelleitung [3] und die Düsenversorgungsleitungen [8] zugeführt wird. Das druckgesteuerte T-Relais am Düsenflansch hat zu diesem Zeitpunkt umgeschaltet, da nunmehr der höhere Druck an den individuellen Düsenversorgungsleitungen für Gaa ansteht.After the preheating period has ended, the converter is charged with 44 t of pig iron. The oil supply to the manifold [24] is already interrupted at this point, and nitrogen flows through the annular gap of the nozzles and is supplied via the manifold [3] and the nozzle supply lines [8]. The pressure-controlled T-relay on the nozzle flange switched over at this point in time, as the higher pressure is now present on the individual nozzle supply lines for Gaa.

Sobald der Konverter in Frischstellung steht, strömt durch die Sammelleitung [3] Propan in einer Menge von 350 Nm3/h und bei einem Druck von 7 atü. Die Regulierstifte [10], in Zusammenwirkung mit den konischen Bohrungen [9], geben für jede Düsenzuleitung einen Querschnitt von ca. 10 mm2 frei. Der Druckabfall der Mengenreguliereinheit beträgt ca. 3 atü. Das Propan gelangt über die Sicherheitssteuerorgane zu den Düsen. Die Sicherheitssteuerorgane arbeiten in der in Figur 2 dargestellten und vorstehend beschriebenen Weise. Der Druckabfall zwischen Druckraum [53] und [54] beträgt ca. 0.2 atü. Nach einer Frischzeit von ca. 10 min ist die Stahlschmelze erzeugt, und der Konverter dreht in Abstichposition. Wie beim Chargieren strömt dann durch die Düsenkanäle Stickstoff.As soon as the converter is in the fresh position, propane flows through the manifold [3] in an amount of 350 Nm 3 / h and at a pressure of 7 atm. The regulating pins [10], in cooperation with the conical bores [9], give for each nozzle feed line a cross-section of about 1 mm 2 0 free. The pressure drop in the volume control unit is approx. 3 atm. The propane reaches the nozzles via the safety control elements. The safety control elements operate in the manner shown in FIG. 2 and described above. The pressure drop between pressure chamber [53] and [54] is approx. 0.2 atm. After a cream time of about 1 0 min, the steel melt is produced, and the converter turns into tapping position. As with charging, nitrogen then flows through the nozzle channels.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Versorgung von Düsen aus konzentrischen Rohren mit gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, wobei durch die Düsen gleich- zeitig Sauerstoff oder sauerstoffenthaltende Gase in einen Konverter geleitet werden, dadurch gekennzeichnet , daß in einer drehbaren Regeleinheit aus einem ortsfesten Gehäuseteil (1) und einem drehbaren Vorrichtungsteil (2) Verteilungsräume (4, 26) für die flüssigen und/oder gasförmigen Kohlenwasserstoffe vorgesehen sind, zu denen Sammelleitungen (3, 24) führen, in dem drehbaren Vorrichtungsteil (2), der mit dem Konverterdrehzapfen verbunden ist und der in dem ortsfesten Gehäuseteil (1) drehbar gelagert ist, Kohlenwasserstoffmengenregelvorrichtungen (9, 10; 27, 28) vorgesehen sind, die mit Verteilungseinrichtungen (5, 8; 29) in Verbindung stehen, und zwischen den Kohlenwasserstoffmengenregelvorrichtungen (9, 10) und den Düsenleitungen (8) für die gasförmigen Kohlenwasserstoffe Sicherheitssteuerorgane (7) angeordnet sind.1. Device for supplying nozzles from concentric pipes with gaseous and / or liquid hydrocarbons, oxygen or oxygen-containing gases being simultaneously passed through the nozzles into a converter, characterized in that that distribution spaces (4, 26) for the liquid and / or gaseous hydrocarbons, to which manifolds (3, 24) lead, are provided in the rotatable device part in a rotatable control unit comprising a stationary housing part (1) and a rotatable device part (2) (2) which is connected to the converter pivot and which is rotatably mounted in the stationary housing part (1), hydrocarbon quantity control devices (9, 10; 27, 28) are provided which are connected to distribution devices (5, 8; 29), and safety control elements (7) are arranged between the hydrocarbon quantity control devices (9, 10) and the nozzle lines (8) for the gaseous hydrocarbons. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kohlenwasserstoffmengenregelvorrichtungen (9, 10; 27, 28) über einen Steuerkolben (11, 108) in Verbindung mit einer Steuereinheit (13,109) gesteuert werden.2. Device according to claim 1 , characterized in that the hydrocarbon quantity control devices (9, 10; 27, 28) are controlled via a control piston (11, 108) in connection with a control unit (13, 109). 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verteilungsräume (4, 25) für verschiedene Kohlenwasserstoffe mit Dichtungsmitteln und zwischengeschalteten, drucklosen Entlüftungsräumen gegeneinander und zwischen dem ortsfesten Gehäuse (1) und dem drehbaren Vorrichtungsteil (2) abgedichtet sind.3. Device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the distribution spaces (4, 25) for different hydrocarbons with sealants and intermediate, pressureless ventilation spaces against each other and between the stationary housing (1) and the rotatable device part (2) are sealed . 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Kohlenwasserstoffmengenregelvorrichtungen in konische Bohrungen (9, 27) eintauchende Regulierstifte (10, 28) umfassen.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hydrocarbon amount control devices in conical bores (9, 27) include immersion regulating pins (10, 28). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß in der Drehachse der drehbaren Regeleinheit ein oder mehrere abgedichtete Durchgänge (42) angeordnet sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that one or more sealed passages (42) are arranged in the axis of rotation of the rotatable control unit. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß elektrische Schleifkontakte (31) zwischen dem ortsfesten Gehäuse (1) und dem drehbaren Vorrichtungsteil (2) zur Übertragung von Steuer-und Anzeigesignalen angebracht sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that electrical sliding contacts (31) between the stationary housing (1) and the rotatable device part (2) for the transmission of control and display signals are attached. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Sicherheitssteuerorgane (7) eine in Wechselbeziehung stehende Kombination von Druckbegrenzungs- und Rückschlagventilen mit Differenzdruckwächtern umfassen, und im wesentlichen drei bewegliche Membranteller (50, 51, 52) und fünf gegeneinander abgedichtete Druckräume (53, 54, 55, 56, 57) aufweisen.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the safety control members (7) comprise an interrelated combination of pressure limiting and check valves with differential pressure monitors, and essentially three movable diaphragm plates (50, 51, 52) and five against each other have sealed pressure chambers (53, 54, 55, 56, 57). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß im Druckraum (54) ein um mindestens 0,1 atü kleinerer Druck im Vergleich zum niedrigsten Druck in den Räumen (53, 56) durch den Membranteller (50) eingestellt wird.8. The device according to claim 7, characterized in that in the pressure chamber (54) by at least 0.1 atü smaller pressure compared to the lowest pressure in the rooms (53, 56) is set by the membrane plate (50). 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß durch den Membranteller (52) bei Unterschreitung einer Kohlenwasserstoffmindestmenge ein elektrisches Signal ausgelöst wird.9. The device according to claim 7, characterized in that through the membrane plate (52) If a minimum hydrocarbon quantity is reached, an electrical signal is triggered. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckdifferenz zwischen den Druckräumen (57, 53) analog gemessen und angezeigt wird.10. The device according to claim 7, characterized in that the pressure difference between the pressure spaces (57, 53) is measured and displayed analogously.
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