EP0007418B1

EP0007418B1 - Device for supplying the tuyeres of a metallurgical vessel with gaseous and/or liquid hydrocarbons

Info

Publication number: EP0007418B1
Application number: EP79101915A
Authority: EP
Inventors: Hans-Georg Dr. Fassbinder
Original assignee: Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
Current assignee: Kloeckner CRA Patent GmbH
Priority date: 1978-06-13
Filing date: 1979-06-13
Publication date: 1981-06-10
Also published as: ATE80T1; DE2825851B1; US4261551A; DE2825851C2; DE2960401D1; EP0007418A1

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 eine Vorrichtung zur Versorgung von Konverterdüsen 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 device for supplying converter nozzles from concentric tubes with gaseous and / or liquid hydrocarbons, oxygen or oxygen-containing gases being 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 Schlackenbildner, 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 Patentschriften 1 583 968,1 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 of slag formers, is passed through the central nozzle pipe, and hydrocarbons are simultaneously led to the nozzle protection through one or more of the ring gaps. The known OBM / Q-BOP method uses such nozzles, as described, for example, in German patents 1,583,968,1 1,758,816 and 1,966,314.

Weiter beschreibt die deutsche Patentschrift 2200413 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 specification 2200413 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 Offenlegungsschrift 2756432 bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung des Schrottsatzes bei der Stahlherstellung im OBM-Konverter. Bei diesem Verfahrten werden die üblichen Sauerstoffeinleitungsdüsen zunächst als ÖI-Sauerstoff-Brenner zum Schrottvorheizen betrieben.German Offenlegungsschrift 2756432 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 Düsenaufbaus 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 die deutsche Patentschrift 21 61 000 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 machen 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. German patent 21 61 000 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 has not proven to be sufficiently reliable when used in a 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 require lengthy repair work, which results in corresponding downtimes. 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 deutschen Patentschrift 2326754 beinhaltet zwar erhebliche Verbesserungen für die Sicherheitssteuerung des Düsenschutzmediums, jedoch zeigt beispielsweise das Regelventil eine ähnliche Neigung zum Klemmen wie der Kolbenschieber.A further device for the controlled supply of a fresh gas and a fluid protective medium according to the German patent specification 2326754 does contain considerable improvements for the safety control of the nozzle protection medium, but the control valve, for example, shows a similar tendency to jam as the piston slide.

Daraus resultiert weiterhin eine Verschlechterung der Feinregulierung der Düsenschutzmediummenge.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 unum gänglich, die Regeleinrichtungen außerhalb des Konverterbereichs anzuordnen und die Schutzmediumversorgungsleitungen für jede Düse durch eine Mehrfach-Drehdurchführung am Konverterzapfen zun 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, it proved to be essential for a reliable application to arrange the regulating devices outside the converter area and the protective medium supply lines for each nozzle through 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 Zu:üh- rung 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 20 separaten Durchgängen. Der Transport von gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffen in den gleichen Düsenleitungen erwies sich als nachteilig, da auf Grund 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 alternate 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 20 separate passes. The transport of gaseous and liquid hydrocarbons in the same nozzle lines turned out 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.In addition, long lines from the equal 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 leakages in the rotary feedthrough, the relatively large pipe volumes result a higher inertia in the entire tax system.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, die 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 Sicherheitssteuerungen vorsieht, die weitgehend trägheitslos ansprechen und bereits die Drehdurchführung vor Gasrückströmungen schützen.The object of the invention is therefore to provide a device 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.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a device according to claim 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Kohlenwasserstoffmengenregelung getrennt für gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe und die Verteilung auf individuelle Düsenversorgungsleitungen in einer Baugruppe mit der Drehdurchführung am Konverter zusammengefaßt werden und der in den Düsenleitungen für gasförmige Kohlenwasserstoffe je ein Sicherheitssteuerorgan mit mehreren Funktionen nachgeschaltet wird, weist eine Reihe von Vorteilen gegenüber den bekannten Vorrichtungen zur Versorgung der Düsen mit Kohlenwasserstoffen auf. Bis zu der drehbaren Regeleinheit werden die Kohlenwasserstoffe lediglich in einer Sammelleitung geführt.The device according to the invention, in which the hydrocarbon quantity control 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, and which is followed by a safety control element with several functions in the nozzle lines for gaseous hydrocarbons, has a series of advantages over the known devices 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 Kohlenwasserstoffen 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 Kohlenwasserstoffsorte 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. Öl. verfahren werden.As soon as the use of gaseous and liquid hydrocarbons is provided for the operation, a collecting line 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. 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. B. Oil. be moved.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist besondere Vorteile beim wechselweisen Einsatz von gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffen auf. Die drehbare Regeleinheit verfügt bei dieser Anwendung über zwei getrennte Regel- und Verteilungseihrichtungen. Die Mengenregelvorrichtung für die Kohlenwasserstoffe kann beliebig während der Betriebszeit gesteuert werden. Sie arbeitet synchron für sämtliche Düsen im Konverter.The device according to the invention has particular advantages when alternating use of gaseous and liquid hydrocarbons. The rotatable 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 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 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. 1,2 bar und für flüssige Kohlenwasserstoffe von ca. 2 bar 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 kuize Leitungsstücke freizublasen, d. h. die Kohlenwasserstoffrestmengen in den individuellen Düsenleitungen sind klein.Another advantage of the device 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 drop for gaseous hydrocarbons of approximately 1.2 bar and for liquid hydrocarbons of approximately 2 bar 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 unit responds almost without inertia, and when switching to hydrocarbon-free nozzle cooling media, for example nitrogen, air, argon, only short pieces of line need to be blown out during the converter idle times. H. 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 für die individuellen Düsenzuführungsleitungen für gasförmige und/oder flüssige Kohlenwasserstoffe integriert sind. Die Mengenregulierung erfolgt in an sich bekannter Weise durch Veränderung des Strömungsquerschnitts 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 for 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 feed lines. The change in cross-section is brought about 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 Hydrautikftüssigkeit, 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 Übertragung der Membrantellerbewegung 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 determined by a commercially available electropneumatic control device or hydraulic control unit set. This construction eliminates the need for the aforementioned axial bearing in connection with the diaphragm plate to transmit the diaphragm plate movement to the control piston.

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, aufnehmen. 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 can also accommodate several lines, for example in the form of concentric tubes that are also sealed against one another. So it has z. B. proven to perform three pressure measurement 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. Darüber hinaus 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 limiting 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 control unit 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 is present. d. H. a higher pressure enters 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 über- :wachen.According to the invention, the pressure difference can also be transmitted and displayed as an analog value. This enables the nozzle supply with hydrocarbons and the function of the safety control elements to be monitored in a simple manner.

Die erfindüngsgemäße Vorrichtung wird nunmehr an Hand von Beispielen und beispiethaften, bevorzugten Ausführungsformen der Vorrichtung und entsprechenden Abbildungen näher erläutert. Es zeigt

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 device according to the invention will now be explained in more detail on the basis of examples and exemplary, preferred embodiments of the device and corresponding illustrations. It shows

fig. 1 shows a section through the rotatable control unit, which in this example is designed for gaseous and liquid hydrocarbons,
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 Anschlußleitungen6 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 fixed to the rotatable device part 2 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 Regelventils für den Gesamtdurchfluß an Schutzmedien als auch die Gleichverteilung dieses Durchflusses auf die einzelnen Düsen.The quantity regulating members 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 results in that which determines the gas quantities. free cross section for the gaseous hydrocarbons. The regulating pins 10 are firmly connected to the control piston 11, which can carry out an axial movement. The regulators thus take on both the function of a control valve for the total flow of protective media and the equal distribution of this flow across 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 1.6 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 axial 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 diaphragm plate 12 assumes the desired position, which is communicated to the control unit 13 by an electrical signal. By the mechanical position transmitter 17, the with the control unit 13 is connected, the control unit 13 monitors the desired position of the diaphragm plate 12. The pressure chamber 1.6 is sealed by a diaphragm 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. In order to reliably prevent the overflow of different media from one chamber into 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 Mengenregulierorgäne, 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 via the quantity regulating organs, consisting of the conical bores 27 and the regulating pins 28, into the individual nozzle lines 29. The quantity regulation of the liquid hydrocarbons is carried out by the same pneumatic control unit 13 in connection with the membrane 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 1 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 quantity regulating element, consisting of a conical bore 9, 27 and regulating pin 10, 28. The rotatable device part 2 is supported against the stationary housing 1 via the axial bearing 30.

Die elektrischen Anzeige- und Steuerspannungen werden vom drehbaren Vorrichtungsteil 2 zum ortsfesten Gehäuse 1 mittels der Schleifkontakteinheit 31 übertragen. Die Schleifkontakteinheit 31 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 Anschluß 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 Sicherheitssteuerorgans 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 31 is required for the transmission of the electrical signals from the individual safety control elements. The control pressure for the line 32 on the safety control element is conducted via the supply line on the stationary housing 1 to the rotatable device part 2 and from there to the safety control element 7. Such a line path is partially shown. Via the connection 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 is forwarded via a bore (not shown) in this rotatable device part 2 to the feed line 32 of the safety control member 7, while the collecting line 33 only leads the pressure in the collecting space 4, which is led through a further bore, not shown, in the rotatable device part 2 to the collecting line 33. 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, there is also an intermediate vent, not shown, 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. Similar to how the intermediate vent 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 und 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 illustrated. rotatable control unit also has a central bore 42. On the stationary housing 1 there is the connection 43 and on the rotatable device part 2 the connection 44 for this central bore 42. 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 ventilation 47 another medium. or a control pressure can be fed to the converter, or this line can be used 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 pass one or more concentric lines through the bore 42 and to seal them against one another, as is shown for the bore 42.

Die drehbare Regeleinheit, gemäß Fig. 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.1 is 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 Sicherheitssteuerorgans abgedichtet. The safety control element 7 shown in FIG. 2 essentially consists of the three diaphragm plates 50, 51 and 52 and the five pressure chambers 53, 54, 55, 56 and 57 sealed against one another. Each of the three diaphragm plates 50, 51, 52 is provided with sealing membranes 58 , 59, 60 sealed against the housing 61 of the safety control member.

Von der drehbaren Regeleinheit strömt die eingestellte Kohlenwasserstoffmenge für die einzelne Düse dem Sicherheitssteuerorgan über die Leitung 6 zu. 1m bruckraum 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 mitgeteiltThe set amount of hydrocarbons 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 bridging space 53 as in the feed line 6. This pressure is also communicated to the pressure space 53 on the diaphragm 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 echließlich durch die individuelle Düsenleitung 8 zur Düse.In the illustrated, normal operating position of the systems in the safety control element, the pressure in the pressure chamber 53 also prevails in the pressure chamber 55. The line path leads via the connection 62, the opened seal 63 and the bore 64 in the membrane plate 51 to the pressure chambers 53 and 55. The membrane 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 pressure position 55 in this switching position of the diaphragm plate 51, the safety control element now acts as a servo-controlled check valve. This is because the inlet pressure over 55 opens on the diaphragm 58 and the outlet pressure over 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, that is to say in the reverse flow direction.

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. The oxygen pressure is normally communicated to the pressure chamber 56 via a pressure transmitter with an inert gas, for example nitrogen.

Eine weitere Funktion des Sicherheitssteuerorgans 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 Flip-Flop-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 there is a connection between the pressure chamber 56 and the pressure chamber 55. 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. H. either seal 63 seals and 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 68 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 spaces 56 and 55 are connected to one another, the diaphragm plate 50 compares this pressure with the pressure space 54 in the manner described, and only when there is a sufficiently large pressure difference between the two pressure spaces can the hydrocarbon gas from the pressure space 53 pass through the flow cross section 68 in reach the pressure chamber 54. In other words, the interaction of the diaphragm plates 50 and 51 in each case the lower pressure from the pressure spaces 53 or 56 takes effect in order to set a sufficient pressure difference between the pressure spaces 54 and 55, i. H. the pressure of the hydrocarbon gas in line 69 is lower than the lower gas pressure in 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 Regeleinheit im Verteilungsraum 4, herrscht. Solange der Druck im Druckraum 57 höher ist als im Druckraum 53, befindet sich der Membranteller 52 in der dargestellten Läge. 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. To fulfill this function, the pressure of the gaseous hydrocarbons is supplied to the pressure chamber 57 as it prevails in front of the quantity regulating member in the rotatable control unit in the distribution chamber 4. As long as the pressure in the pressure chamber 57 is higher than in the pressure chamber 53, the membrane 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, i. H. If there is no longer a sufficiently high pressure drop at the quantity regulating element 9, 10, the diaphragm plate 52 changes its position, supported by the spring force of the spring 73. 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 Durchflußrienge der gasförmigen Kohlenwasserstoffe. In der Betriebspraxis hat es sich als günstig erwiesen, bei einem Differenzdruck von 1,08 bar, 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 1.08 bar, which can be set by means of a corresponding spring 73. The electrical signal is routed via the sliding contact unit 31 described on the rotatable control unit to any display point, for example in the converter control station.

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 Fig. 2 zeigt insbesondere, in welcher Weise die Steuerglieder für die Druckbegrenzung mit dem Servo-Rückschlagventil und dem Ditferenzdruckwächter 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 Steuerdrücke 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 Sicherheitssteuerorgäns, liegen im Rahmen der Erfindung.2 shows in particular how the control elements for the pressure limitation are combined with the servo check valve and the differential pressure switch. 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. Continue to come in part Double membranes for better guidance of the membrane plates and to support the control function for use. 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 Sicherheitssteuerorgans, 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 practice, it has proven to be particularly disadvantageous if similar control and monitoring devices are accommodated 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-Durchblaskonverter, 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 blow-through converter, consisting of a sheet steel jacket 80 with the refractory lining 81. Above the converter opening 82 is the gas hood 83 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 pivots 85 and 86 are located on the converter support ring 84. The pivots 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 firmly 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 Konverterdrehzapfen 86 zu der erfindungsgemäßeri Steuervorrichtung 101 geführt. Die Vorrichtung 101 ist ungefähr maßstabsgerecht dargestellt und mit dem Konverterdrehzapfen 86 fest verbunden. 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. connected.

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 Steuerkolberi 108 der Vorrichtung wird in axialer Richtung gemäß den Steuerbefehlen bewegt, und durch die Hydrauliksteuereinheit 109 geregelt. Die weiteren Funktionen ,der in Fig. 4 gezeigteri 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 supplied 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 that shown in FIG. 1.

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

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

Während der Schrottvorheizzeit wird die ÖI-Sammelleitung 24 zur drehbaren Regeleinheit mit einer Ölmenge von75 l/min-und einem Druck von 31 bar beschickt. Über die Mengenregulierorgane 27 und 28 wird diese Ölmenge gleichmäßig auf die Ringspalte der 10 Düsen verteilt. Das Öl gelangt über die individuellen 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. 26 bar. Um das Öl zu verbrennen, werden den Düsen gleichzeitig insgesamt 150 Nm³/min Sauerstoff zugeführt.During 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 31 bar. 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 passes through the individual feed lines 29 to a T relay at the nozzle end, which releases the path to the nozzle ring gap due to the pressure present. The free cross section between the conical bore 27 and the regulating pin 28 is approximately 2 mm ² and the pressure drop is approximately 26 bar. To burn the oil, a total of 150 Nm ³ / min of oxygen are fed 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 Gas ansteht.After the preheating period has ended, the converter is charged with 44 t of pig iron. The oil supply to the collecting line 24 has already been interrupted at this time, and nitrogen flows through the annular gap of the nozzles, which is supplied via the collecting line 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 gas.

Sobald der Konverter in Frischstellung steht, strömt durch die Sammelleitung 3 Propan in einer Menge von 350 Nm³/hund bei einem Druck von 8 bar. 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.4 bar. 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. 1,2 bar. 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, 3 propane flows through the manifold in an amount of 350 Nm ³ / dog at a pressure of 8 bar. The regulating pins 10, in cooperation with the conical bores 9, release a cross section of approximately 10 mm ² for each nozzle feed line. The pressure drop in the volume control unit is approx. 4 bar. 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 approximately 1.2 bar. After a cooling time of approx. 10 min, the molten steel is produced and the converter turns to rack position tion. As with charging, nitrogen then flows through the nozzle channels. _

Claims

1. A means for supplying converter tuyeres comprising concentric pipes with gaseous and/or liquid hydrocarbons in which oxygen or oxygen-containing gases are simultaneously passed through the tuyeres to a converter, characterised in that distribution chambers (4, 26) are provided for the liquid and/or gaseous hydrocarbons in a rotatable control unit comprising a stationary housing member (1) and a rotatable device member (2) to which supply pipes (3, 24) lead; in that in the rotatable device member (2), which communicates with the converter trunnion and which is pivotally mounted in the stationary housing member (1), hydrocarbon volume control means (9, 10; 27, 28) are provided which communicate with the distribution means for the individual tuyere feeding pipes (5, 8; 29); and in that safety control members (7) are disposed between the hydrocarbon volume control means (9, 10) and the tuyere pipes (8) for the gaseous hydrocarbons.

2. A means according to claim 1 wherein the hydrocarbon volume control means (9,10; 27,28) are controlled via a control piston (11, 108) in conjunction with a control unit (13,109).

3. A means according to claim 1 or 2 wherein the distribution chambers (4, 26) for different hydrocarbons are sealed off from each other between the housing (1) and the rotatable device member (2) with sealing means and interposed pressureless vent chambers.

4. A means according to either of claims 1 to 3 wherein the hydrocarbon volume control means comprise regulating pins (10, 28) which are movable into tapered bores (9,27).

5. A means according to either of claims 1 to 4 wherein one or more sealed passages (42) are disposed in the axis of ratation of the rotatable control unit.

6. A means according to either of claims 1 to 5 wherein electric sliding contacts (31) are disposed between the stationary housing (1) and the rotatable device member (2) for transmitting control and indication signals.

7. A means according to either of claims 1 to 6 wherein the safety control members (7) comprise a combination of pressure-limiting and check valves with differential pressure monitors in mutual relationship and exhibit three movable diaphragm discs (50, 51, 52) and five surge chambers (53, 54, 55. 56, 57) sealed off from one another.

8. A means according to claim 7 wherein an electric signal is released by the diaphragm disc (52) when the volume of the hydrocarbon falls below a certain minimum volume.

9. A means according to claim 7 wherein the pressure differential between the surge chambers (57, 53) ist measured and monitored analogously.