EP1742003A1 - Method for running a process in an open anode firing furnace - Google Patents

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EP1742003A1
EP1742003A1 EP05014427A EP05014427A EP1742003A1 EP 1742003 A1 EP1742003 A1 EP 1742003A1 EP 05014427 A EP05014427 A EP 05014427A EP 05014427 A EP05014427 A EP 05014427A EP 1742003 A1 EP1742003 A1 EP 1742003A1
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EP
European Patent Office
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air
anode
anode furnace
furnace
burners
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05014427A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans Peter Mnikoleiski
Detlef Maiwald
Wolfgang Uhrig
Wolfgang Prof. Dr. Leisenberg
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Innovatherm Prof Dr Leisenberg GmbH and Co KG
Original Assignee
Innovatherm Prof Dr Leisenberg GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Priority to CA002550880A priority patent/CA2550880A1/en
Priority to EP06013072A priority patent/EP1742004A1/en
Priority to US11/479,461 priority patent/US20070065766A1/en
Priority to RU2006123419/02A priority patent/RU2006123419A/en
Publication of EP1742003A1 publication Critical patent/EP1742003A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/0021—Devices for monitoring linings for wear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B13/00—Furnaces with both stationary charge and progression of heating, e.g. of ring type, of type in which segmental kiln moves over stationary charge
    • F27B13/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of this type
    • F27B13/14—Arrangement of controlling, monitoring, alarm or like devices

Definitions

  • the invention relates to a method for process control of an open anode furnace according to the preamble of claim 1 and to a device for measuring the operating state of an open anode furnace and to the process control according to the preamble of claim. 5
  • an open or covered anode baking oven is operated in such a way that the specialist staff operating the anode baking oven must rely on many years of professional experience which enables the employees to control the anode baking oven.
  • the temperature is measured at various locations in the anode furnace.
  • a disadvantage of such control of an anode furnace has been found that often the professionals are not able due to lack of information to make the optimal setting for the operation of the anode furnace, because the decisive for the optimal use of energy parameters can by the professionals insufficiently assessed and assessed.
  • a disability occurs within the air duct, which may lead locally within the anode furnace, that in this area of the anode furnace the Air volume flow rate is lowered, so that a temperature increase occurs, whereby, however, elsewhere, a temperature drop is present.
  • a device for the automatic automatic control of an anode furnace is not yet known.
  • This method is intended to provide measurement parameters by means of which control electronics automatically perform the process control of the anode furnace.
  • the life of the anode furnace is to be extended by the process management is within an optimal energy range.
  • the inventive task for process control of the anode furnace is characterized by the features of the characterizing part of claim 1, and the task for automatic process control of the anode furnace is achieved by the device according to the features of the characterizing part of claim 5.
  • a heating channel index which is permanently adapted to the actual operating situation of the anode baking oven.
  • An electronic control unit associated with the device evaluates the determined measurement results and compares them with a predetermined or mathematically calculated actual operating state and adapts the actual operating state to the optimum actual value of the anode furnace. This advantageously avoids the need for specialized personnel to monitor and take over the process control of the anode furnace. Rather, precisely predetermined values of the process control of the anode furnace can be used as a basis for enabling an energetically optimal operation of the anode furnace.
  • the air throughput flowing through the anode baking oven is increased or reduced, specifically as a function of the actually necessary amount of air in the individual zones.
  • the amount of fuel to increase the power of the burner can be increased or decreased in order to obtain the necessary for burning the anodes optimum energy temperature.
  • the process control of the anode furnace is therefore fully automatic and requires only minor manual controls, for example, to determine whether the measuring instruments used are in need of repair and correct measured values. Such a fully automatic process furnace management therefore requires little staff, so that considerable personnel costs can be saved.
  • the process control is adapted to an energetically optimal course, the energy requirement to an extent necessary for the optimal operation of the anode furnace can therefore be reduced.
  • FIGS. 1 to 4 show an anode baking oven 2 to which a device 1 for process control is assigned.
  • the anode kiln 2 should be able to be automatically and automatically controlled without the need for elaborate monitoring by the operating personnel.
  • the anode furnace 2 shown in FIG. 1 consists of three individual fires, which are constructed identically. Based on the first fire, the structure and operation of the anode furnace 2 will be explained in more detail below. Each fire can be subdivided into three zones 3, 4 and 5, in which different operating conditions prevail. In zone 3, a plurality of anodes 7, which are to be fired, are introduced into a respective section 6. In zone 4, the embedded anodes 7 are to be fired by three burners 10 and in zone 5 the fired anodes 7 are to cool down.
  • an air channel 9 is present in the anode furnace 2, which connects the individual sections 6 and thus the zones 3, 4 and 5 with each other.
  • a throttle valve 13 is provided at the exit and at the entrance of the air duct 9, so that the amount of air sucked into the air duct 9 can be controlled.
  • the zone 3 and the air duct 9 emerging there is associated with a fan 14, via which the air is sucked through the zones 3, 4 and 5, so that there is negative pressure in the anode furnace 2. Accordingly, air enters the zone 5 with the usual ambient temperature of the environment in the anode furnace 2 and cools the heated anodes 7 from.
  • the further flowing air into the zone 3 accordingly has a further elevated temperature, so that the anodes 7 stored in the zone 3 are preheated.
  • the anode kiln 2 therefore represents in its entirety a control circuit in which three fires burn the encased anodes 7 circumferentially, cool the anodes in three zones or preheat and in another three Zones, the anodes can be stored for burning or the finished burned anodes 7 are discharged from the anode kiln 2.
  • an electronic control unit 12 is assigned to the anode furnace 2, specifically to each fire individually. Furthermore, in each of the sections 6, which form the zones 3, 4 and 5, temperature sensor 16, sensors 17 for the measurement of air flow and sensors 20 for measuring the opacity of the air, so the prevailing soot-particulate portions in the Air, available. The temperature sensors 16 and sensors 17 and 20 determine for each of the sections 6, the corresponding measured values, which are forwarded to the control electronics 12.
  • a heating channel index is calculated by the control electronics 12, which is composed of the measured temperature and / or from the measured air volume flow and / or from the supplied fuel quantity or the burning power of the burners 10 and / or from the opacity the fire generated by the burners 10 and / or from the negative pressure prevailing in the zone 3, 4 or 5 and / or from the resulting temperature gradient of the fire generated by the burners 10.
  • This heating channel index is now compared with an energetically optimal actual operating value of the anode furnace 2. If there are deviations, the control electronics 12 carries out a corresponding adaptation. As a result, the heating channel index is readjusted to the actual operating value.
  • Such an adjustment of the heating channel index to the actual operating value takes place, for example, in that the throttle flap 13 is further opened or closed at the inlet of the air duct 9, so that either more or less air passes into the anode kiln 2.
  • the burner power of the burner 10 can be adjusted by reducing or increasing the amount of fuel.
  • the control of the fan 14 allows an increase or decrease of the air flow.
  • Individual throttle valves 13 are also mounted in the interior of the anode furnace 2 in the air duct 9, so that in principle each section 6 is individually supplied with air.

Abstract

In a process to fire ceramic tiles in an anode furnace the current operating condition is monitored by an assembly (1) with a sensor (16). The sensor measures the temperature and/or to determine the quantity of fuel or the heat emitted by burners (10), or the opacity of air. The furnace has an air passage (9) with a sensor (17) measuring the air flow rate through the furnace and feeding the results to an electronic control unit (12) determining a heat passage index for each burner zone. The control unit modifies the process accordingly.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prozessführung eines offenen Anodenbrennofens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Messung des Betriebszustandes eines offenen Anodenbrennofens sowie zu dessen Prozessführung gemäß de Oberbegriff des Patentanspruches 5.The invention relates to a method for process control of an open anode furnace according to the preamble of claim 1 and to a device for measuring the operating state of an open anode furnace and to the process control according to the preamble of claim. 5

Bislang wird ein offener oder gedeckter Anodenbrennofen derart betrieben, dass das den Anodenbrennofen bedienende Fachpersonal sich auf eine langjährige Berufserfahrung stützen muß, die es den Bediensteten ermöglicht, den Anodenbrennofen zu steuern. Dies bedeutet, dass die für die Bedienung zuständigen Fachkräfte beispielsweise die Brennerleistung regulieren, um die Temperatur in der Brennzone anzuheben oder abzusenken. Zu diesem Zweck wird die Temperatur an verschiedenen Stellen im Anodenbrennofen gemessen.Heretofore, an open or covered anode baking oven is operated in such a way that the specialist staff operating the anode baking oven must rely on many years of professional experience which enables the employees to control the anode baking oven. This means that the operators responsible for the operation, for example, regulate the burner output to raise or lower the temperature in the combustion zone. For this purpose, the temperature is measured at various locations in the anode furnace.

Als nachteilig bei einer solchen Steuerung eines Anodenbrennofens hat sich jedoch herausgestellt, dass oftmals die Fachkräfte aufgrund von fehlenden Informationen nicht in der Lage sind, die für den Betrieb optimale Einstellung des Anodenbrennofens vorzunehmen, denn die für die optimale energetische Ausnutzung maßgeblichen Parameter können von den Fachkräften nur unzureichend beurteilt und eingeschätzt werden. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass innerhalb des Luftkanals eine Behinderung auftritt, die u.U. lokal innerhalb des Anodenbrennofens dazu führt, dass in diesem Bereich des Anodenbrennofens der Luftvolumendurchsatz gesenkt wird, so dass ein Temperaturanstieg eintritt, wodurch jedoch an anderer Stelle ein Temperaturabfall vorhanden ist. Erfolgt eine solche Durchsatzreduzierung des Luftvolumens im Bereich des Brenners, nützt auch die Erhöhung der Brennerleistung nichts, denn die weniger vorhandene Heißluft transportiert die zusätzliche aufgebrachte Brennenergie nicht unmittelbar an die Anoden, so dass sich die Brennenergie an den Wänden des Anodenbrennoferis niederschlägt. Dies führt jedoch zu erheblichen Beschädigungen des Anodenbrennofens, da die Wände des Anodenbrennofens für eine solche erhöhte Hitzebelastung nicht ausgelegt sind.A disadvantage of such control of an anode furnace, however, has been found that often the professionals are not able due to lack of information to make the optimal setting for the operation of the anode furnace, because the decisive for the optimal use of energy parameters can by the professionals insufficiently assessed and assessed. For example, it is conceivable that a disability occurs within the air duct, which may lead locally within the anode furnace, that in this area of the anode furnace the Air volume flow rate is lowered, so that a temperature increase occurs, whereby, however, elsewhere, a temperature drop is present. If such a reduction in throughput of the air volume in the region of the burner, and the increase in burner performance is of no use, because the less existing hot air does not transport the additional applied burning energy directly to the anodes, so that the burning energy deposited on the walls of the Anodenbrennoferis. However, this leads to significant damage to the anode furnace, since the walls of the anode furnace are not designed for such increased heat stress.

Des Weiteren ist nachteilig, dass das den Anodenbrennofen bedienende Personal nicht zuverlässig einschätzen kann, zu welchem Zeitpunkt eine Sektion des Anodenbrennofens unbrauchbar geworden ist und daher ausgetauscht werden muß. Vielmehr unterliegen solche Entscheidungen bislang statistischen Beobachtungen und Erfahrungswerten, die dazu führen, dass u.U. eine Sektion zu früh oder sogar zu spät ausgewechselt wird. Dies verursacht unnötige Betriebskosten, da der Energiebedarf steigt.Furthermore, it is disadvantageous that the staff operating the anode baking oven can not reliably estimate at which time a section of the anode baking oven has become unusable and therefore has to be replaced. Rather, such decisions are currently subject to statistical observations and empirical values, which may lead to u.U. a section is replaced too early or even too late. This causes unnecessary operating costs as the energy demand increases.

Darüber hinaus ist der Betrieb einer fehlerhaften bzw. einer energetisch nicht optimal ausgenützten Sektion kostenintensiv, denn der Anodenbrennofen benötigt zusätzliche Energie, um die eingelagerten Anoden zu brennen.In addition, the operation of a faulty or energetically not optimally utilized section is costly, because the anode furnace needs additional energy to burn the stored anodes.

Eine Vorrichtung zur selbsttätigen automatischen Steuerung eines Anodenbrennofens ist bislang nicht bekannt.A device for the automatic automatic control of an anode furnace is not yet known.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für die Prozessführung eines Anodenbrennofens der eingangs genannten Gattung bereit zu stellen, mittels dem automatisch der Anodenbrennofen über einen längeren Zeitraum betrieben werden kann. Dieses Verfahren soll Messparameter liefern, anhand denen eine Steuerelektronik die Prozessführung des Anodenbrennofens selbsttätig vornimmt. Auch soll die Lebensdauer des Anodenbrennofens verlängert werden, indem die Prozessführung innerhalb eines optimalen energetischen Bereichs verläuft. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereit zu stellen, mittels der die Prozessführung des Anodenbrennofens vorgenommen werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a method for the process control of an anode furnace of the aforementioned type, by means of which the anode furnace can be operated over a longer period automatically. This method is intended to provide measurement parameters by means of which control electronics automatically perform the process control of the anode furnace. Also, the life of the anode furnace is to be extended by the process management is within an optimal energy range. Furthermore, it is an object of the invention to provide a device by means of which the process control of the anode furnace can be carried out.

Die erfindungsgemäße Aufgabe zur Prozessführung des Anodenbrennofens wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1, und die Aufgabe zur selbsttätigen Prozessführung des Anodenbrennofens wird durch die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 5 gelöst.The inventive task for process control of the anode furnace is characterized by the features of the characterizing part of claim 1, and the task for automatic process control of the anode furnace is achieved by the device according to the features of the characterizing part of claim 5.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. mittels des Verfahrens ist es möglich, einen Heizkanal-Index zu ermitteln, der permanent an die tatsächliche Betriebssituation des Anodenbrennofens angepasst wird. Eine der Vorrichtung zugeordnete Steuerelektronik wertet dabei die ermittelten Messergebnisse aus und vergleicht diese mit einem vorherbestimmten bzw. mathematisch errechneten Ist-Betriebszustand und passt den tatsächlichen Betriebszustand an den optimalen Ist-Wert des Anodenbrennofens an. Dadurch wird vorteilhafterweise vermieden, dass Fachpersonal notwendig ist, um die Prozessführung des Anodenbrennofens zu überwachen und zu übernehmen. Vielmehr können exakt vorher bestimmte Werte der Prozessführung des Anodenbrennofens zugrunde gelegt werden, um einen energetisch optimalen Betrieb des Anodenbrennofens zu ermöglichen.By means of the device according to the invention or by means of the method it is possible to determine a heating channel index, which is permanently adapted to the actual operating situation of the anode baking oven. An electronic control unit associated with the device evaluates the determined measurement results and compares them with a predetermined or mathematically calculated actual operating state and adapts the actual operating state to the optimum actual value of the anode furnace. This advantageously avoids the need for specialized personnel to monitor and take over the process control of the anode furnace. Rather, precisely predetermined values of the process control of the anode furnace can be used as a basis for enabling an energetically optimal operation of the anode furnace.

Auch erfolgt die Bestimmung der relevanten Parameter in jeder Sektion des Anodenbrennofens, so dass eindeutig verifizierbar ist, in welcher Sektion welche Maßnahmen zu treffen sind.The determination of the relevant parameters also takes place in each section of the anode furnace, so that it is clearly verifiable in which section which measures are to be taken.

Durch die Steuerelektronik wird beispielsweise der den Anodenbrennofen durchströmende Luftdurchsatz erhöht oder verringert, und zwar in Abhängigkeit von der tatsächlich notwendigen Luftmenge in den einzelnen Zonen. Gegebenenfalls kann auch die Brennstoffmenge zur Leistungserhöhung der Brenner gesteigert oder verringert werden, um die zur Brennung der Anoden notwendige optimale energetische Temperatur zu erlangen.By means of the control electronics, for example, the air throughput flowing through the anode baking oven is increased or reduced, specifically as a function of the actually necessary amount of air in the individual zones. Optionally, the amount of fuel to increase the power of the burner can be increased or decreased in order to obtain the necessary for burning the anodes optimum energy temperature.

Die Prozessführung des Anodenbrennofens erfolgt demnach vollautomatisch und bedarf lediglich geringfügiger manueller Kontrollen, beispielsweise dahingehend, ob die eingesetzten Messinstrumente reparaturbedürftig sind und korrekte Messwerte liefem. Eine solche vollautomatische Prozessofenführung benötigt daher wenig Personal, so dass erhebliche Personalkosten eingespart werden können. Zudem wird die Prozessführung an einen energetisch optimalen Verlauf angepasst, der Energiebedarf auf ein für den optimalen Betrieb des Anodenbrennofens notwendiges Maß wird daher reduziert werden kann.The process control of the anode furnace is therefore fully automatic and requires only minor manual controls, for example, to determine whether the measuring instruments used are in need of repair and correct measured values. Such a fully automatic process furnace management therefore requires little staff, so that considerable personnel costs can be saved. In addition, the process control is adapted to an energetically optimal course, the energy requirement to an extent necessary for the optimal operation of the anode furnace can therefore be reduced.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt, das nachfolgend näher erläutert wird. Im Einzelnen zeigt:

Figur 1
einen Anodenbrennofen, bestehend aus drei Feuer, die in drei Zonen unterteilt sind, in denen eine Vielzahl von Anoden eingelagert sind, mit einem für die Prozessführung des Anodenbrennofens schematisch dargestellten Prozessführungsschaubild, in Draufsicht,
Figur 2
den Anodenbrennofen gemäß Figur 1, in Seitenansicht, zusammen mit einem für die Prozessführung des Anodenbrennofens ausgelegten Temperaturzeitkurve,
Figur 3
zwei benachbarte Sektionen des Anodenbrennofens gemäß Figur 1, in Draufsicht und in vergrößerter Darstellung, und
Figur 4
einen Ausschnitt des Anodenbrennofens gemäß Figur 1 und dessen Sektionen, denen bestimmte tatsächliche Betriebszustände zugeordnet sind.
In the drawing, an inventive embodiment is shown, which will be explained in more detail below. In detail shows:
FIG. 1
an anode furnace, consisting of three fires, which are subdivided into three zones, in which a plurality of anodes are embedded, with a process control diagram, which is shown schematically for the process control of the anode furnace, in plan view,
FIG. 2
the anode kiln according to FIG. 1, in side view, together with a temperature time curve designed for the process control of the anode kiln,
FIG. 3
two adjacent sections of the anode furnace according to Figure 1, in plan view and in an enlarged view, and
FIG. 4
a section of the anode furnace according to Figure 1 and its sections, which are assigned to certain actual operating conditions.

Aus den Figuren 1 bis 4 ist ein Anodenbrennofen 2 zu entnehmen, dem eine Vorrichtung 1 zur Prozessführung zugeordnet ist. Durch die Vorrichtung 1 soll der Anodenbrennofen 2 automatisch und selbsttätig gesteuert werden können, ohne dass aufwendige Überwachungstätigkeit durch das Bedienpersonal erforderlich sind.FIGS. 1 to 4 show an anode baking oven 2 to which a device 1 for process control is assigned. By means of the device 1, the anode kiln 2 should be able to be automatically and automatically controlled without the need for elaborate monitoring by the operating personnel.

Der in Figur 1 dargestellte Anodenbrennofen 2 besteht aus drei einzelnen Feuern, die identisch aufgebaut sind. Anhand des ersten Feuers wird der Aufbau und die Funktionsweise des Anodenbrennofens 2 nachfolgend näher erläutert.
Jedes Feuer kann in drei Zonen 3, 4 und 5 unterteilt werden, in denen unterschiedliche Betriebszustände herrschen. In der Zone 3 werden eine Vielzahl von Anoden 7, die gebrannt werden sollen, in jeweils eine Sektion 6 eingebracht. In der Zone 4 soll die eingelagerten Anoden 7 durch drei Brenner 10 gebrannt werden und in Zone 5 sollen die gebrannten Anoden 7 auskühlen.The anode furnace 2 shown in FIG. 1 consists of three individual fires, which are constructed identically. Based on the first fire, the structure and operation of the anode furnace 2 will be explained in more detail below.
Each fire can be subdivided into three zones 3, 4 and 5, in which different operating conditions prevail. In zone 3, a plurality of anodes 7, which are to be fired, are introduced into a respective section 6. In zone 4, the embedded anodes 7 are to be fired by three burners 10 and in zone 5 the fired anodes 7 are to cool down.

Somit ist es erforderlich, dass durch den Anodenbrennofen 2 und durch die drei Zonen 3, 4 und 5 Luft geführt wird. Dazu ist in dem Anodenbrennofen 2 ein Luftkanal 9 vorhanden, der die einzelnen Sektionen 6 und damit die Zonen 3, 4 und 5 miteinander verbindet. Des Weiteren ist am Aus- und am Eingang des Luftkanals 9 jeweils eine Drosselklappe 13 vorgesehen, so dass die in den Luftkanal 9 eingesogene Luftmenge gesteuert werden kann. Der Zone 3 und dem dort austretenden Luftkanal 9 ist ein Ventilator 14 zugeordnet, über den die Luft durch die Zonen 3, 4 und 5 angesaugt wird, so dass im Anodenbrennofen 2 Unterdruck herrscht. Demnach tritt in die Zone 5 Luft mit der üblichen Raumtemperatur der Umgebung in den Anodenbrennofen 2 ein und kühlt die aufgeheizten Anoden 7 ab. Zwischen den Anoden 7 und der eingesogenen Luft erfolgt dennoch ein Wärmeaustausch, so dass die in die Zone 4 weiterströmende Luft aufgewärmt ist. Die drei Brenner 10 heizen in der Zone 4 die Luft weiter auf, so dass die dort eingelagerten Anoden 7 wird somit mit der zum Brennen notwendige Betriebstemperatur beaufschlagt.Thus, it is necessary that air is passed through the anode furnace 2 and through the three zones 3, 4 and 5. For this purpose, an air channel 9 is present in the anode furnace 2, which connects the individual sections 6 and thus the zones 3, 4 and 5 with each other. Furthermore, in each case a throttle valve 13 is provided at the exit and at the entrance of the air duct 9, so that the amount of air sucked into the air duct 9 can be controlled. The zone 3 and the air duct 9 emerging there is associated with a fan 14, via which the air is sucked through the zones 3, 4 and 5, so that there is negative pressure in the anode furnace 2. Accordingly, air enters the zone 5 with the usual ambient temperature of the environment in the anode furnace 2 and cools the heated anodes 7 from. Nevertheless, a heat exchange takes place between the anodes 7 and the absorbed air, so that the air flowing further into the zone 4 is warmed up. The three burners 10 continue to heat the air in zone 4, so that the anodes 7 stored there are thus subjected to the operating temperature necessary for firing.

Die weiterströmende Luft in die Zone 3 weist demnach eine weiter erhöhte Temperatur auf, so dass die in der Zone 3 eingelagerten Anoden 7 vorgewärmt werden.The further flowing air into the zone 3 accordingly has a further elevated temperature, so that the anodes 7 stored in the zone 3 are preheated.

Sind die in der Zone 4 angeordneten Anoden fertig gebrannt, werden die Brenner 10 verfahren und auf die Zone 3 aufgesetzt und die darin befindlichen Anoden 7 werden gebrannt. Der Anodenbrennofen 2 stellt daher in seiner Gesamtheit einen Regelkreislauf dar, in dem drei Feuer die eingelagerten Anoden 7 umlaufend brennen, in drei Zonen die Anoden abkühlen bzw. vorwärmen und in weiteren drei Zonen können die Anoden zum Brennen eingelagert bzw. die fertig gebrannten Anoden 7 aus dem Anodenbrennofen 2 ausgebracht werden.If the anodes arranged in the zone 4 are finished, the burners 10 are moved and placed on the zone 3 and the anodes 7 located therein are fired. The anode kiln 2 therefore represents in its entirety a control circuit in which three fires burn the encased anodes 7 circumferentially, cool the anodes in three zones or preheat and in another three Zones, the anodes can be stored for burning or the finished burned anodes 7 are discharged from the anode kiln 2.

Um nunmehr die Prozessofenführung automatisch und selbsttätig vornehmen zu können, ist dem Anodenbrennofen 2, und zwar jedem Feuer individuell eine Steuerelektronik 12 zugeordnet. Des Weiteren sind in jeder der Sektionen 6, die die Zonen 3, 4 und 5 bilden, Temperaturfühler 16, Sensoren 17 für die Messung des Luftdurchsatzes und Sensoren 20 für die Messung der Opazität der Luft, also der vorherrschenden Ruß-Partikel-Anteile in der Luft, vorhanden. Die Temperaturfühler 16und Sensoren 17 bzw. 20 ermitteln für jede der Sektionen 6 die entsprechenden Messwerte, die an die Steuerelektronik 12 weitergeleitet werden.In order to be able to automatically and automatically carry out the process furnace guidance now, an electronic control unit 12 is assigned to the anode furnace 2, specifically to each fire individually. Furthermore, in each of the sections 6, which form the zones 3, 4 and 5, temperature sensor 16, sensors 17 for the measurement of air flow and sensors 20 for measuring the opacity of the air, so the prevailing soot-particulate portions in the Air, available. The temperature sensors 16 and sensors 17 and 20 determine for each of the sections 6, the corresponding measured values, which are forwarded to the control electronics 12.

Anhand der derart gemessenen Werte wird ein Heizkanal-Index von der Steuerelektronik 12 errechnet, der sich zusammensetzt aus der gemessenen Temperatur und/oder aus dem gemessenen Luftvolumenstrom und/oder aus der zugeführten Brennstoffmenge bzw. der Brennleistung der Brenner 10 und/oder aus der Opazität des von den Brennern 10 erzeugten Feuers und/oder aus dem in der Zone 3, 4 oder 5 vorherrschenden Unterdruck und/oder aus dem sich ergebenden Temperaturgradienten des durch die Brenner 10 erzeugten Feuers. Dieser Heizkanal-Index wird nunmehr verglichen mit einem energetisch optimalen Betriebs-Ist-Wert des Anodenbrennofens 2. Liegen Abweichungen vor, führt die Steuerelektronik 12 eine entsprechende Anpassung durch. Folglich wird der Heizkanal-Index wieder an den Betriebs-Ist-Wert angeglichen.Based on the values measured in this way, a heating channel index is calculated by the control electronics 12, which is composed of the measured temperature and / or from the measured air volume flow and / or from the supplied fuel quantity or the burning power of the burners 10 and / or from the opacity the fire generated by the burners 10 and / or from the negative pressure prevailing in the zone 3, 4 or 5 and / or from the resulting temperature gradient of the fire generated by the burners 10. This heating channel index is now compared with an energetically optimal actual operating value of the anode furnace 2. If there are deviations, the control electronics 12 carries out a corresponding adaptation. As a result, the heating channel index is readjusted to the actual operating value.

Ein derartiger Angleich des Heizkanal-Indexes an den Betriebs-Ist-Wert erfolgt beispielsweise dadurch, dass die Drosselklappe 13 am Eingang des Luftkanals 9 weiter geöffnet oder geschlossen wird, so dass entweder mehr oder weniger Luft in den Anodenbrennofen 2 gelangt. Gegebenenfalls kann auch die Brennerleistung der Brenner 10 durch Reduzierung oder Erhöhung der Brennstoffmenge angepasst werden. Auch die Steuerung des Ventilators 14 ermöglicht eine Erhöhung oder Verringerung des Luftdurchsatzes. Einzelne Drosselklappen 13 sind auch im Inneren des Anodenbrennofens 2 im Luftkanal 9 angebracht, so dass im Prinzip jede Sektion 6 individuell mit Luft versorgbar ist.Such an adjustment of the heating channel index to the actual operating value takes place, for example, in that the throttle flap 13 is further opened or closed at the inlet of the air duct 9, so that either more or less air passes into the anode kiln 2. Optionally, the burner power of the burner 10 can be adjusted by reducing or increasing the amount of fuel. The control of the fan 14 allows an increase or decrease of the air flow. Individual throttle valves 13 are also mounted in the interior of the anode furnace 2 in the air duct 9, so that in principle each section 6 is individually supplied with air.

Insbesondere aus Figur 4 ist ersichtlich, dass die einzelnen Sektionen 6 überwacht werden, so dass exakt ermittelbar ist, welche der Sektionen 6 energetisch optimal ausgelastet sind bzw. welche der Sektionen 6 unter Umständen aufgrund der permanenten Belastung durch die Temperaturabsenkung und Temperaturerhöhung beschädigt sind und ausgetauscht werden müssen. Diese Sektionen 6 sind in Figur 4 als schwarzes Feld dargestellt, so dass das Bedienpersonal ohne weiteres herausfinden kann, welche der Sektionen 6 in der nächsten Abkühlphase vollständig ausgetauscht werden müssen, um ein energetisch optimalen Betriebszustand zu erreichen.In particular, from Figure 4 it can be seen that the individual sections 6 are monitored so that it can be determined exactly which of the sections 6 energetically optimally utilized or which of the sections 6 may be damaged due to the permanent load by the temperature drop and increase in temperature and replaced Need to become. These sections 6 are shown in Figure 4 as a black box, so that the operator can easily find out which of the sections 6 in the next cooling phase must be completely replaced in order to achieve an energetically optimal operating condition.

Claims (9)

Verfahren zur Prozessführung eines offenen Anodenbrennofens (2), der aus einer Vielzahl von durch einen Luftkanal (9) miteinander verbundener Zonen (3, 4, 5) besteht, die durch mehrere Sektionen (6) gebildet sind, in denen die zu brennenden Anoden (7) eingelagert sind und in denen, zumindest teilweise, unterschiedliche Betriebszustände vorherrschen, wobei einer oder mehreren der Zonen (3, 4, 5) ein oder mehrere Brenner (10) wahlweise zugeordnet ist bzw. sind, durch die die jeweilige Zone (3, 4, 5) und die darin strömende Luft aufheizbar ist, und wobei über den Luftkanal (9) die Luft mittels Unterdruck in die einzelnen Zonen (3, 4, 5) zuführbar ist,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: - Erstellen eines Heizkanal-Indexes für jeweils eine oder mehrere der Zonen (3, 4, 5) , der sich zusammensetzt aus der gemessenen Temperatur und/oder aus dem gemessenen Luftvolumenstrom und/oder aus der zugeführten Brennstoffmenge bzw. der Brennleistung der Brenner (10) und/oder aus der Opazität des von den Brennern (10) erzeugten Feuers und/oder aus dem in der Zone (3, 4, 5) vorherrschenden Unterdruck und/oder aus dem sich ergebenden Temperaturgradienten des durch die Brenner (10) erzeugten Feuers und - Vergleichen des Heizkanal-Indexes mit einem für den Anodenbrennofen (2) vorgegebenen oder ermittelten Betriebs-Istwert, - Verändern des Luftvolumenstrom-Durchsatzes und/oder Einstellen der Brennstoffmenge bzw. der Brennleistung der Brenner (10) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Heizkanal-Index und dem Betriebs-Istwert des Anodenbrennofens (2) oder - Austauschen einer oder mehrere der die Zonen (3, 4, 5) bildenden Sektionen (6), sobald eine Toleranzgrenze zwischen dem Heizkanal-Index und dem Betriebs-Istwert überschritten ist. Process for the management of an open anode furnace (2) consisting of a multiplicity of zones (3, 4, 5) interconnected by an air duct (9), which are formed by several sections (6) in which the anodes to be fired ( 7) are embedded and in which, at least partially, different operating conditions prevail, one or more of the zones (3, 4, 5) one or more burners (10) is selectively assigned or are, through which the respective zone (3, 4, 5) and the air flowing therein can be heated, and wherein via the air duct (9) the air by means of negative pressure in the individual zones (3, 4, 5) can be fed,
characterized by the following process steps: - Creating a heating channel index for each one or more of the zones (3, 4, 5), which is composed of the measured temperature and / or from the measured air volume flow and / or from the supplied amount of fuel or the burning power of the burner (10 ) and / or from the opacity of the fire generated by the burners (10) and / or from the negative pressure prevailing in the zone (3, 4, 5) and / or from the resulting temperature gradient of the fire generated by the burners (10) and Comparing the heating channel index with an operating actual value predetermined or determined for the anode baking oven (2), - Changing the air flow rate and / or adjusting the amount of fuel or the burning power of the burner (10) in dependence on the difference between the Heizkanal index and the actual operating value of the anode furnace (2) or - Replacing one or more of the zones (3, 4, 5) forming sections (6) as soon as a tolerance limit between the Heizkanal index and the actual operating value is exceeded. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erstellung des Heizkanal-Indexes mathematische Methoden, vorzugsweise Methoden der linearen multiplen Regression und/oder statistische Berechnungsmethoden, verwendet werden.Method according to claim 1,
characterized,
in that mathematical methods, preferably methods of linear multiple regression and / or statistical calculation methods, are used to create the heating channel index. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch den Heizkanal-Index die Führung des Anodenbrennofens (2) dynamisch anpassbar ist in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand in den Sektionen (6).Method according to claim 1 or 2,
characterized,
that through the heating channel index the lead of the anode furnace (2) is dynamically adjustable in function of the determined state to the sections (6). Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Luftvolumenstrom über eine oder mehrere Drosselklappen (13) gesteuert wird, die im Luftkanal (9) angeordnet sind.Method according to one or more of the preceding claims,
characterized,
that the air volume flow via one or more throttle valves (13) is controlled, which are arranged in the air channel (9). Vorrichtung für die Messung des Betriebszustandes eines offenen Anodenbrennofens (2), insbesondere zur Durchführung der Verfahrensschritte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus mindestens einem Sensor (16) zur Messung der Temperatur und/oder zur Bestimmung der Brennstoffmenge oder der Brennleistung der dem Anodenbrennofen (2) zugeordneten Brennern (10), oder zur Bestimmung der Opazität der Luft,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem von Luft durchströmtem Luftkanal (9) des Anodenbrennofens (2) mindestens eine Messeinrichtung (17) zur Bestimmung des Durchsatzes der den Anodenbrennofen (2) durchströmenden Luft vorgesehen ist, dass durch eine Steuerelektronik (12) die ermittelten Messwerte auswertbar sind und dass durch die Steuerelektronik (12) der Betriebszustand des Anodenbrennofens (2) in Abhängigkeit von den jeweiligen Messwerten einstellbar ist.Device for measuring the operating state of an open anode furnace (2), in particular for carrying out the method steps according to one or more of claims 1 to 4, comprising at least one sensor (16) for measuring the temperature and / or for determining the fuel quantity or the burning power the burners (10) associated with the anode kiln (2), or for determining the opacity of the air,
characterized,
in that at least one measuring device (17) for determining the throughput of the air flowing through the anode baking oven (2) is provided in an air duct (9) of the anode furnace (2) through which air flows, that the measured values ascertained can be evaluated by control electronics (12) and by the control electronics (12) the operating state of the anode furnace (2) in dependence on the respective measured values is adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Luftkanal (9) des Anodenbrennofens (2) mindestens eine Drosselklappe (13) angeordnet ist und dass der Öffnungswinkel der Drosselklappe (13) von der Steuerelektronik (12) einstellbar ist.Device according to claim 5,
characterized,
in that at least one throttle flap (13) is arranged in the air duct (9) of the anode furnace (2) and that the opening angle of the throttle flap (13) can be adjusted by the control electronics (12). Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils eine der Drosselklappen (13) am Eingang und/oder am Ausgang des Luftkanals (9) angebracht ist.Device according to claim 6,
characterized,
that in each case one of the throttle valves (13) at the entrance and / or at the outlet of the air duct (9) is mounted. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Luftkanal (9) des Anodenbrennofens (2) mindestens ein Ventilator (14) zugeordnet ist und dass der durch den Ventilator (14) im Luftkanal (9) erzeugte Unterdruck durch die Steuerelektronik (12) einstellbar ist.Device according to claim 5,
characterized,
in that at least one fan (14) is associated with the air channel (9) of the anode furnace (2) and that the negative pressure generated by the fan (14) in the air channel (9) can be adjusted by the control electronics (12). Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Steuerelektronik (12) die Brennleistung der einzelnen am Anodenbrennofen (2) angebrachten Brenner (10) steuerbar ist.Device according to one or more of claims 5 to 8,
characterized,
in that the combustion output of the individual burners (10) attached to the anode baking oven (2) can be controlled by the control electronics (12).
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