EP2882875B1 - Method for operating a blower lance arrangement, and blower lance arrangement itself - Google Patents
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- EP2882875B1 EP2882875B1 EP13737534.1A EP13737534A EP2882875B1 EP 2882875 B1 EP2882875 B1 EP 2882875B1 EP 13737534 A EP13737534 A EP 13737534A EP 2882875 B1 EP2882875 B1 EP 2882875B1
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Aufblaslanzenanordung (Heißwindlanzenanordnung), bei welcher Heißwind auf ein Schmelzbad und/oder ein Haufwerk in einem Reaktionsgefäß der Stahlherstellung geblasen wird, wobei die Heißwindlanze über eine Heißwindleitung von einer Heißwindquelle gespeist wird, sowie eine Aufblaslanzenanordnung (Heißwindlanzenanordnung) mit Heißwindquelle selbst, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9.The invention relates to a method for operating a Aufblaslanzenanordung (Heißwindlanzenanordnung), in which hot blast is blown onto a molten bath and / or a heap in a steelmaking reaction vessel, wherein the hot blast lance is fed via a hot blast line from a hot blast source, and a Aufblaslanzenanordnung (Heißwindlanzanordnung) with hot wind source itself, according to the preamble of
Es ist bei der Stahlherstellung bekannt, dem Stahlbad Sauerstoff zuzuführen. Dieser Vorgang wird als "Frischen" bezeichnet. Die Zuführung des Sauerstoffs kann durch Bodenblasen und/oder durch Aufblasen erfolgen. Beim Bodenblasen weist der Konverter im Bodenbereich eine oder mehrere spezielle Bodendüsen auf, durch die der Sauerstoff zugeführt wird. Beim Aufblasverfahren wird der Sauerstoff mittels einer wassergekühlten Lanze auf das Stahlbad geblasen.It is known in the steel industry to supply oxygen to the steel bath. This process is called "freshness". The supply of oxygen can be done by bottom blowing and / or by inflation. When bottom blowing, the converter in the bottom area on one or more special floor nozzles, through which the oxygen is supplied. In the inflation process, the oxygen is blown onto the steel bath by means of a water-cooled lance.
Aus der
Bei der Stahlherstellung in Konvertern wird sowohl Roheisen als auch Schrott als Einsatzmaterial verwendet. Zusätzlich kann aber auch im Direktreduktionsverfahren hergestellter sogenannter Eisenschwamm in Form von DRI (Direct Reduced Iron) oder HBI (Hot Briquetted Iron) eingesetzt werden. Ein Beispiel hierfür ist aus der
Ein weiteres Verfahren ist aus der
Unter Heißwind wird ein aufgeheiztes sauerstoffhaltiges Gas verstanden. Das Gas ist typischerweise aus den Hauptkomponenten Sauerstoff, Stickstoff und Argon zusammengesetzt. Der Sauerstoffgehalt liegt im Bereich von normaler Luft (21%) und kann durch Anreicherung mit Sauerstoff Gehalte von bis zu 50%, vorzugsweise 35% erreichen. Als Heißwind kann aber auch ein Synthesegas verstanden werden, das bspw. aus den Abgasen einer Verbrennungsreaktion eines Brennstoffs wie zum Beispiel Hochofengas, Koksgas, Konvertergas, Erdgas oder eines gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffs mit Luft gewonnen wird. Der 02-Gehalt des Synthesegases lässt sich durch die Luftzahl der Verbrennung und eine ggfs. gleichzeitige Anreicherung der Verbrennungsluft mit Sauerstoff und/oder der Vermischung der Verbrennungsabgase mit reinem Sauerstoff einstellen. Ein solchermaßen erzeugtes Synthesegas weist neben den o.g.Hot blast is understood to mean a heated oxygen-containing gas. The gas is typically composed of the main components oxygen, nitrogen and argon. The oxygen content is in the range of normal air (21%) and can reach levels of up to 50%, preferably 35%, by enrichment with oxygen. As a hot blast but can also be understood a synthesis gas, which is obtained, for example, from the exhaust gases of a combustion reaction of a fuel such as blast furnace gas, coke gas, converter gas, natural gas or a gaseous or liquid hydrocarbon with air. The
Komponenten noch zusätzlich Gehalte CO2 und Wasser als Produkte der Verbrennung auf.Components additionally contain CO2 and water as combustion products.
Alles in allem lassen sich also zwei Vorteile miteinander verbinden, nämlich zum einen, die Möglichkeit der Einbringung größerer Schrottmengen bei der Erschmelzung des Stahles einerseits und eine bessere Abgasnachverbrennung einzustellen andererseits.All in all, therefore, two advantages can be combined with each other, namely on the one hand to adjust the possibility of introducing larger amounts of scrap in the melting of the steel on the one hand and a better Abgasnachverbrennung on the other hand.
Abhängig von der eingebrachten Schrottmenge und der dafür benötigten Energie zum Schmelzen des Stahlschrotts steht dann von dem erhöhten Energieeintrag durch das Einblasen der Heißluft noch ein entsprechender Beitrag zur Verfügung, um eine bessere Nachverbrennung der Abgase zu erreichen.Depending on the amount of scrap introduced and the energy required to melt the steel scrap, there is still an appropriate contribution from the increased energy input due to the blowing in of the hot air in order to achieve better afterburning of the exhaust gases.
Nachteilig bei bekannten Lanzenanordnungen ist, dass diese wegen des hohen Temperaturniveaus im Betrieb nur starr ausführbar sind.A disadvantage of known lance arrangements is that they are only rigidly executable because of the high temperature level during operation.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zum Betrieb einer Aufblaslanzenanordnung, sowie eine Aufblaslanzenanordnung selbst dahingehend weiter zu entwickeln, dass die Aufblaslanzenanordnung (Heißwindlanzenanordnung) aus dem Prozess in eine Ruheposition verfahrbar ist.The invention is therefore based on the object to further develop the method for operating a Aufblaslanzenanordnung, as well as a Aufblaslanzenanordnung further to the effect that the Aufblaslanzenanordnung (Heißwindlanzenanordnung) from the process in a rest position is movable.
Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The stated object is achieved according to the invention in a method of the generic type by the characterizing features of
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 angegeben.Further advantageous embodiments of the method are specified in the
Im Hinblick auf eine Aufblaslanze ist die gestellte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 9 gelöst.With regard to a Aufblaslanze the task is solved by the characterizing features of claim 9.
Weitere diesbezügliche Ausgestaltungen sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.Further related embodiments are given in the remaining dependent claims.
Kern der verfahrensgemäßen Erfindung besteht darin, dass die Heißwindlanze mit der Heißwindquelle lösbar verbunden ist, derart, dass für jede Charge d.h. zwischen den Chargen die Verbindung automatisch gelöst und wieder geschlossen werden kann.The core of the inventive method is that the hot blast lance with the hot blast source is releasably connected, such that for each batch. between the batches the connection can be automatically released and closed again.
Mit Heißwindverschluss ist somit eine nach außen dichte, Heißwind durchlassende Verbindung zwischen Heißwindlanze und Heißwindleitung gemeint.With hot blast closure is thus meant an outwardly dense, hot blast passing connection between hot blast lance and hot blast line.
Mit der Erfindung wird nun die Positionierbewegung der Heißwindlanze in den Konverter mit der Absenkbewegung auf den Heißwindverschluss verbunden. Dies geschieht somit zugleich, wodurch das Verfahren sehr effektiv und einfach wird.
D.h. es lassen sich für den Prozess optimale Positionen der Heißwindlanze erreichen, die in den Pausenzeiten des Prozesses, bspw zwischen den Chargen, nicht blockiert sein dürfen.
Es lässt sich außerdem erreichen, dass die Lanze in eine Ruhe- und/oder Warteposition gebracht werden kann.With the invention, the positioning movement of the hot blast lance is now connected to the converter with the lowering movement to the hot blast closure. This happens at the same time, making the process very effective and easy.
This means that optimum hot-air lance positions can be achieved for the process, which must not be blocked during the break times of the process, for example between batches.
It can also be achieved that the lance can be brought into a resting and / or waiting position.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Aufblaslanze in der Höhe und relativ zur feststehenden Heißwindleitung über einen Lanzenwagen verfahrbar ist, und die Aufblaslanze mit der Heißwindleitung dem Heißwindverschluss mit automatischen stellbaren Renkverschlussmitteln verbunden und der Renkverschluss bei Erreichen der verbindenden Renkendposition automatisch mittels einer Mehrzahl hydraulischer Arbeitzylinderbeaufschlagungen verriegelt wird. So wird der Heißwindverschluss automatisch geschlossen und geöffnet.In a further advantageous embodiment, it is indicated that the Aufblaslanze is movable in height and relative to the stationary hot blast via a lance carriage, and the Aufblaslanze with the hot blast the hot air cap with automatic adjustable Renkverschlussmitteln connected and the Renkverschluss is automatically locked upon reaching the connecting Renkendposition automatically by means of a plurality of Hydraulikzylinderzylindervorläungen. Thus, the hot-air shutter is automatically closed and opened.
Renkverschlusselemente sind bspw der bekannte Bajonetverschluss. Dort sind die Arbeitsschritte Zusammenfügen und dann Verdrehen (Renken) zur Sicherung der Verbindung.Renkverschlusselemente are, for example, the well-known bayonet lock. There are the steps joining together and then twisting (renken) to secure the connection.
Es ist aber im vorliegenden Fall überraschend, dass ein dem Bajonettverschluss ähnlicher Verschluss hierbei bei einem Heißwindverschluss überhaupt anwendbar ist. Wichtig ist aber bei diesem erfindungsgemäßen Einsatz, dass die Verdrehung erfindungsgemäß automatisch über hydraulische Mittel erfolgt. Zusätzlich zum eigentlichen Renkverschluss, werden hierbei aber erfindungsgemäß die ineinander verrenkten Renkelemente zusätzlich hydraulisch gesichert. D.h. den mechanischen Verschluss erreicht man wie oben beschrieben durch die Hydraulik, oder ggfs durch Motorik oder auch Pneumatik. Der gasdichte Anschluss von Heißwindlanze mit wird durch die Sperrluft sichergestellt.However, it is surprising in the present case that a closure similar to the bayonet closure can be used in this case in a hot-wind closure. However, it is important in this use according to the invention that the rotation takes place according to the invention automatically via hydraulic means. In addition to the actual Renkverschluss, but this invention, the interlocked Renkelemente are additionally secured hydraulically. That The mechanical closure is achieved as described above by the hydraulics, or possibly by motor or pneumatics. The gas-tight connection of the hot blast lance with is ensured by the sealing air.
Zur Definition "Heißwind" ist noch folgendes auszuführen. Unter Heißwind wird ein auf 500°C bis 1400°C, vorzugsweise 1200°C aufgeheiztes, sauerstoffhaltiges Gas verstanden. Das Gas ist typischerweise aus den Hauptkomponenten Sauerstoff, Stickstoff und Argon zusammengesetzt. Der Sauerstoffgehalt liegt dabei im Bereich von normaler Luft (21%) und kann durch Anreicherung mit Sauerstoff aber Gehalte bis zu 35% oder bis zu 50% aufweisen.For the definition "hot wind", the following has to be done. Hot air is understood as meaning an oxygen-containing gas heated to 500 ° C. to 1400 ° C., preferably 1200 ° C. The gas is typically composed of the main components oxygen, nitrogen and argon. The oxygen content is in the range of normal air (21%) and can by enrichment with oxygen but levels up to 35% or up to 50%.
Ein Heißwind könnte aber auch ein Synthesegas sein, das bspw aus den Abgasen einer Verbrennungsreaktion eines Brennstoffes wie zum Beispiel Hochofengas, Koksgas, Konvertergas oder Erdgas oder eines anderen gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffs mit Luft gewonnen wird. Der 02-Gehalt des Synthesegases lässt sich durch die Luftzahl der Verbrennnung und eine ggfs gleichzeitige Anreicherung der Verbrennungsluft mit Sauerstoff und/oder Vermischung der Verbrennungsabgase mit reinem Sauerstoff einstellen.However, a hot blast could also be a synthesis gas obtained, for example, from the flue gases of a combustion reaction of a fuel such as blast furnace gas, coke gas, converter gas or natural gas or other gaseous or liquid hydrocarbon with air. The
Im Unterschied zum normalen Heißwind weist ein nach obigen Angaben erzeugter Heißwind Kohlendioxid und Wasser als Produkte der Verbrennung auf.In contrast to normal hot blast, hot blast generated as described above has carbon dioxide and water as products of combustion.
Der vorgeschlagene erfindungsgemäße Betrieb einer Heißwindlanze, sowie eine entsprechende Heißwindlanze selbst macht alle obenen genannten Gase als Heißwind handhabbar.The proposed inventive operation of a hot blast lance, as well as a corresponding hot blast lance itself makes all the above gases as hot blast handled.
In erfindungsgemäßer Weise ist daher vorteilhaft weiter ausgestaltet, dass zur heißwindschlüssigen Verbindung der Heißwindlanze mit der Heißwindleitung, der Anschluss der Heißwindlanze mit einem Renkverschlusselement versehen ist und auf das komplementäre Gegenelement der Renkverbindung auf die Heißwindleitung herabgesenkt wird, und dass bei Erreichen der Endposition die beiden komplementären Renkverbindungselemente automatisch relativ zueinander verdreht werden, bis zum Erreichen der Renkendposition mit anschließender Verriegelung.In accordance with the invention is therefore advantageously further configured that the Heißwindschlüssigen connection of the hot blast lance with the hot blast, the connection of the hot blast lance is provided with a Renkverschlusselement and is lowered onto the complementary counter element of the Renkverbindung on the hot blast line, and that upon reaching the end position, the two complementary Renkverbindungselemente are automatically rotated relative to each other, until reaching the Renkendposition with subsequent locking.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass die Arbeitszylinder zur Verriegelung der Renkverbindung über einen Druckspeicher auch im Störfall offenbar sind. Dies ist aus Sicherheitsgründen von erheblicher Bedeutung.In a further advantageous embodiment, it is therefore provided that the working cylinder for locking the Renkverbindung via a pressure accumulator in the event of an accident are obvious. This is of considerable importance for safety reasons.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass ein zwischen innerem und äußerem Dichtungsbereich des Heißwindverschlusses gebildeter Zwischenraum nach Verriegelung der Renkverbindungselemente mit Sperrluft beaufschlagt wird. Als Sperrluft wird hierbei Stickstoff, oder ein im wesentlichen Stickstoff enthaltendes Gas verwendet. Diese Sperrluftkammer ergibt sich als Kreisringkammer zwischen den Auflageflächen der Flansche des Heißwindverschlusses. Diese Sperrluftkammer nach Art einer Labyrinthdichtung wird zwischen zwei konzentrischen Nuten, vorzugsweise Trapeznuten, in einem der beiden im Heißwindverschluss sich gegenüberliegenden Flanschen enthalten sein. In diese kann eine Dichtschnur eingelegt sein. Bei der "verrenkten" gesicherten Endposition der beiden komplementären Verschlusselemente, die jeweils einen Flansch enthalten, liegen diese Dichtschnüre dann abdichtend ein.In an advantageous embodiment, it is stated that a gap formed between the inner and outer sealing region of the hot-air shutter is subjected to blocking air after locking of the Renk connecting elements. In this case, nitrogen, or a gas containing essentially nitrogen, is used as barrier air. This sealing air chamber results as a circular ring chamber between the bearing surfaces of the flanges of the hot blast closure. This sealing air chamber in the manner of a labyrinth seal will be contained between two concentric grooves, preferably trapezoidal grooves, in one of the two opposite flanges in the hot blast closure. In this a sealing cord can be inserted. In the "twisted" secured end position of the two complementary closure elements, each containing a flange, these sealing cords are then sealingly.
In weiterer sehr vorteilhafter Weise ist ausgestaltet, dass eine Mehrzahl von Klemmverbindungen der Renkverbindungselemente an der kreisringförmigen Ausgestaltung des Heißwindverschlusses verteilt angeordnet sind, und dass die zur Verriegelung beaufschlagten hydraulischen Arbeitszylinder so bemessen sind, dass maximal zwei Arbeitszylinder das gesamte Gewicht der Aufblaslanze (Heißwindlanze) ggfs samt dem Lanzenwagen tragen können.In a further very advantageous manner is configured that a plurality of clamping connections of the Renkverbindungselemente are distributed to the annular configuration of the hot blast closure, and that the acted upon locking hydraulic cylinder are dimensioned so that a maximum of two working cylinders the entire weight of the Aufblaslanze (hot blast lance) if necessary can carry with the lance cart.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Heißwindverschluss vor und nach Verbindung mit der Aufblaslanze (Heißwindlanze) mit einer automatisch öffen- und schließbaren Haube verdeckt wird, so dass vor oder nach Anschluss an die Aufblaslanze (Heißwindlanze) keine Restwärme aus der Heißwindleitung austritt.In a further advantageous embodiment, it is provided that the hot blast closure before and after connection with the Aufblaslanze (hot blast lance) is covered with an automatically openable and closable hood, so that before or after connection to the Aufblaslanze (hot blast lance) no residual heat from the hot blast line exits.
Es wird somit eine Aufblas- oder Heißwindlanze mit einer derartigen heißwindschlüssigen Verbindung geschaffen, dass eine höhenverfahrbare Heißwindlanze über den Heißwindverschluss mit einer Heißwindleitung und einer feststehenden Heißwindquelle verbindbar ist.It is thus an inflatable or hot blast lance created with such a hot-wind connection that a height-adjustable hot blast lance over the hot blast seal with a hot blast line and a fixed hot blast source is connectable.
Dies vereinfacht den Betrieb einer Heißwindlanze so, dass ein effektiver Einsatz derselben geschaffen wird.This simplifies the operation of a hot blast lance so that an effective use thereof is provided.
Die Erfindung unterstützt dabei die Anwendung einer solchen Heißwindlanze. Der Betrieb der Heißwindlanze resultiert dabei auf der Erkenntnis, dass bei Verwendung von Heißwind eine höhere und energetisch effektivere Nachverbrennung erzielt werden kann, als bei der Verwendung von reinem Sauerstoff. Dies führt dann dazu, dass bei gleichbleibender Stoffbilanz bei der Umwandlung von Roheisen zu Stahl im Konverter mehr Energie zur Verfügung steht. Mit der vorliegenden Erfindung wird erzielt, dass nun ein höherer Anteil des ansonsten im Prozessgas verloren gegangenen Kohlenmonoxids im Konverter nachverbrannt und diese dabei frei werdende Wärme auf das Schmelzbad übertragen wird. Es steht somit eine höhere Energie für den Prozess zur Verfügung.The invention supports the use of such a hot blast lance. The operation of the hot blast lance results from the knowledge that when using hot blast a higher and more energetically effective afterburning can be achieved than with the use of pure oxygen. This then leads to more energy being available in the conversion of pig iron to steel in the converter while maintaining the same material balance. With the present invention it is achieved that now a higher proportion of the otherwise lost in the process gas carbon monoxide in the converter afterburning and this released heat is transferred to the molten bath. There is thus a higher energy available for the process.
Diese genannte zusätzlich Energiemenge kann dann dazu verwendet werden, dass größere Schrottmengen mit aufgeschmolzen werden können. Auch andere Kühlmittel für die Schmelze sind möglich. Auch kann bspw der Einsatz von Eisenschwamm auch erhöht werden, bzw wirtschaftlich sinnvoll überhaupt Eisenschwamm zugeführt werden.This said additional amount of energy can then be used to allow larger amounts of scrap to be melted. Also other coolants for the melt is possible. Also, for example, the use of sponge iron can also be increased, or economically sensible ever sponge iron be supplied.
Bekanntermaßen wird die Wärmebilanz des Konverters aus der Abstichtemperatur bestimmt. Eine hohe Abstichtemperatur zeigt eine geringe Kühlmittelrate und eine niedrige Abstichtemperatur zeigt eine hohe Kühlmittelrate.
So werden aus der chemischen Zusammensetzung des Roheisens in Verbindung mit der angestrebten Abstichtemperatur und der eingesetzten Kühlmittelmenge ein Betriebspunkt anvisiert, den man den autothermen Punkt des Verfahrens nennt.As is known, the heat balance of the converter is determined from the tapping temperature. A high tapping temperature indicates a low coolant rate and a low tapping temperature indicates a high coolant rate.
Thus, from the chemical composition of the pig iron in conjunction with the desired tapping temperature and the amount of coolant used targeted an operating point, which is called the autothermal point of the process.
Dieser autotherme Punkt lässt sich beeinflussen indem eine Nachverbrennung der Prozessgase im Reaktionsgefäß, bspw im Konverter, realisiert wird.
Besonders vorteilhaft lässt sich diese Nachverbrennung durch Heißwind betreiben.This autothermal point can be influenced by an afterburning of the process gases in the reaction vessel, for example in the converter, is realized.
This afterburning can be operated particularly advantageously by hot blast.
Eine optimale Prozessführung hängt daher ganz wesentlich von der optimierten gasschlüssigen Ankopplung der Heißwindquelle an die Heißwindlanze ab. Die Zuverlässigkeit und reproduzierbare Dichtigkeit des erfindungsgemäßen Heißwindverschlusses trägt dazu bei, dass der gesamte Verbrennungsprozess im Konverter durch Zufuhr der Kaltluft in den Heißwinderzeuger geregelt werden kann.Optimum process control therefore depends very much on the optimized gas-coupled coupling of the hot blast source to the hot blast lance. The reliability and reproducible tightness of the hot blast closure according to the invention contributes to the fact that the entire combustion process in the converter can be regulated by supplying the cold air into the hot-wind generator.
Dabei ist weiter ausgeführt, dass die Heißwindlanze über die Heißwindleitung von einem stationären Pebble Heater gespeist wird, in welchem aufgeheizter, ggfs mit Sauerstoff angereicherter Heißwind erzeugt wird.It is further stated that the hot blast lance is fed via the hot blast line of a stationary Pebble Heater, in which heated, if necessary with Oxygen-enriched hot blast is generated.
Bei dieser Ausgestaltung erweist es sich als vorteilhaft, dass keine flexiblen Verbindungsleitungen vorhanden sein müssen, über die der Lanze die Heißluft zugeführt wird. Dies erweist sich gerade im Hinblick auf die hohen Temperaturen der Heißluft und die damit verbundene Materialbeanspruchung als vorteilhaft. Die Haltbarkeit von flexiblen Materialien für Schläuche, um die Lanze in den unterschiedlichen Positionen dauerhaft angeschlossen zu lassen, ist bei diesen hohen Temperaturen nicht gegeben.In this embodiment, it proves to be advantageous that no flexible connecting lines must be present, via which the lance the hot air is supplied. This proves to be advantageous in view of the high temperatures of the hot air and the associated material stress. The durability of flexible materials for hoses to keep the lance permanently connected in the different positions is not given at these high temperatures.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dieses Problem gelöst, indem die Lanze nur in ihrer Betriebsposition angeschlossen wird. Die Verwendung von flexiblen Materialien ist dann nicht mehr notwendig. Wenn die Lanze nicht in ihrer Betriebsposition ist, ist das Anschlusselement geöffnet.By the method according to the invention this problem is solved by the lance is connected only in its operating position. The use of flexible materials is then no longer necessary. If the lance is not in its operating position, the connection element is open.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heißwindlanze mit einem ersten Kühlmittelkreislauf versehen ist, und der Heißwindverschluss mit einem zweiten Kühlmittelkreislauf versehen ist, und dass die beiden Kühlmittelkreisläufe thermisch miteinander gekoppelt sind, oder kühlmittelschlüssig miteinander verbunden sind, derart, dass Heißwindlanze und Heißwindverschluss zumindest im Betrieb auf zumindest annähernd gleicher Temperatur sind. Auf diese Weise werden thermische Verspannungen vermieden, und der Heißwindbetrieb läuft optimal.In a particularly advantageous embodiment, it is provided that the hot blast lance is provided with a first coolant circuit, and the hot blast closure is provided with a second coolant circuit, and that the two coolant circuits are thermally coupled to each other, or are interconnected by coolant, such that hot blast lance and hot blast closure at least are at least approximately the same temperature during operation. In this way, thermal stresses are avoided, and the hot blast operation runs optimally.
In Bezug auf die Aufblas- oder Heißwindlanzenanordnung selbst besteht der Kern der Erfindung darin, dass die Heißwindlanze über eine feststehende Heißwindleitung mit einem stationären Heißwinderzeuger oder einem Pebble Heater verbindbar ist, und dass die Verbindung zwischen Heißwindlanze und Heißwindleitung über einen automatisch lösbaren mit Flanschen versehenen Heißwindverschluss erfolgt.With respect to the inflatable or hot wind lance arrangement itself, the gist of the invention is the hot blast lance can be connected to a stationary hot-wire generator or a Pebble Heater via a stationary hot blast line, and that the connection between hot-blast lance and hot-blast line takes place via an automatically detachable hot blast closure provided with flanges.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Heißwindlanze über eine feststehende Heißwindleitung mit einem stationären Pebble Heater verbunden ist, und dass die Verbindung zwischen Heißwindlanze und Heißwindleitung über einen automatisch lösbaren mit Flanschen versehenen Heißwindverschluss erfolgt. Anstatt eines Pebble Heaters kann auch ein Cowper oder ein Rekuperator als Regenerator eingesetzt werden.In a further advantageous embodiment, it is stated that the hot blast lance is connected via a fixed hot blast line with a stationary Pebble Heater, and that the connection between the hot blast lance and hot blast line via an automatically releasable provided with flanges hot blast closure. Instead of a Pebble Heater, a cowper or a recuperator can be used as a regenerator.
Da dieser Heißwindverschluss automatisch betätigt wird, kann die Absenkung in die Endposition der Heißwindlanze dann auch mit dem direkten Aufschließen des Flansches der Heißwindleitung auf den Flansch der Heißwindlanze erfolgen. Dies geschieht durch ein und die selbe Absenkbewegung. Der Flansch der Heißwindlanze befindet sich auf einem um 180° gebogenen Rohrstutzen der Heißwindlanze, so dass er überhaupt durch Absenken auf den Flansch der Heißwindleitung aufschließen kann.Since this hot-air shutter is automatically actuated, the reduction to the end position of the hot blast lance can then be done with the direct Aufschließ the flange of the hot blast line to the flange of the hot blast lance. This is done by one and the same lowering movement. The flange of the hot blast lance is located on a 180 ° bent pipe socket of the hot blast lance, so that it can unlock at all by lowering the flange of the hot blast line.
Um die Zuführleitung zum Heißwindverschluss vor der Förderung der Heißluft durch die Lanze in den Konverter vorzuwärmen wird bspw vor dem Anschluss der Lanze an das Anschlusselement zunächst ein Abluftrohr angeschlossen, über das die Heißluft zum Vorwärmen der Zuführleitung aus der Werkhalle herausgeführt wird. Es kann auch im Bereich des Anschlusselementes ein Abluftrohr angeschlossen sein, das mit einer Verschlusseinrichtung - beispielsweise einem Schieber - geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Der Heißwindanschluss muss dann ebenfalls noch ein weiteres Verschlusselement aufweisen, das bei geöffneter Verschlusseinrichtung zum Abluftrohr geschlossen sein muss. In dieser Position kann das Vorwärmen der Zuführleitung erfolgen. Nach dem Vorwärmen wird dann entsprechend die Verschlusseinrichtung (Heißwindverschluss) zum Abluftrohr geschlossen und das Verschlusselement wieder geöffnet. Nach dem Anschließen der Lanze an den Heißwindverschluss kann dann die Heißluft über die Lanze in den Konverter eingebracht werden.In order to preheat the feed line to the hot-air closure before the hot air is conveyed through the lance into the converter, an exhaust pipe is first connected, for example, before the connection of the lance to the connection element, via which the hot air is led out of the workshop for preheating the feed line. It can also be connected in the region of the connecting element an exhaust pipe, which with a closure device - for example a slide - can be opened or closed. The hot blast connection must then also have another closure element which must be closed when the closure device is open to the exhaust air pipe. In this position, the preheating of the supply line can be done. After preheating, the closure device (hot-air closure) is correspondingly closed to the exhaust pipe and the closure element is opened again. After connecting the lance to the hot-air cap, the hot air can then be introduced via the lance into the converter.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Aufblas- oder Heißwindlanzenanordnung ist vorgeschlagen, dass Heißwindverschluss sowie ein Anschlussstück der Heißwindlanze mit jeweils einem komplementären Flanschelement versehen ist, welches wiederum mit automatischen stellbaren Renkverschlussmitteln versehen ist, derart, dass bei Verschließen der aufeinander gebrachten Flansche die Renkverschlusselemente eine gasschlüssige und mechanisch fixierte Verbindung von Heißwindlanze und Heißwindleitung bilden.In a further advantageous embodiment of the Aufblas- or Heißwindlanzenanordnung is proposed that hot blast closure and a connecting piece of the hot blast lance is provided with a complementary flange, which in turn is provided with automatic adjustable Renkverschlussmitteln, such that when closing the successive flanges, the Renkverschlusselemente a gas-tight and form mechanically fixed connection of hot blast lance and hot blast line.
Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass der Renkverschluss des Heißwindverschlusses bei Erreichen der verbindenden Renkendposition automatisch mittels einer Mehrzahl hydraulischer Arbeitzylinder mechanisch verriegelbar ist.Furthermore, it is advantageously configured that the Renkverschluss the hot blast closure is automatically locked upon reaching the connecting Renkendposition automatically by means of a plurality of hydraulic working cylinder.
Dabei ist es von erheblichem Vorteil, wenn die Renkverschlusselemente mittels hydraulischem oder motorischem Antrieb automatisch verdrehbar sind.It is of considerable advantage if the Renkverschlusselemente by means of hydraulic or motor drive are automatically rotated.
Ebenso vorteilhaft ist, dass die eingeblasene Heißwindmenge ausschließlich über Stellmittel zur geregelten Zufuhr der in den Pebble Heater zugeführten Kaltluftmenge regelbar ist. Dies ist letztendlich durch den erfindungsgemäßen Heißwindverschluss auf einfache und sichere Weise möglich.It is also advantageous that the blown-in hot blast amount can be controlled exclusively via adjusting means for the controlled supply of the cold air quantity fed into the Pebble Heater. This is ultimately possible by the hot blast closure according to the invention in a simple and secure manner.
In letzter vorteilhafter Ausgestaltung ist der Flansch der Heißwindleitung, die Gegenstand des Heißwindverschlusses ist, zusätzlich noch mit einer schließ- und öffenbaren Haube versehen, um die Heißwindleitung als solche entweder in der oben beschriebenen Weise anzuheizen, oder im nicht angeschlossenen Fall ein Auskühlen derselben zu vermeiden.In the last advantageous embodiment, the flange of the hot blast line, which is the subject of the hot blast closure, additionally provided with a closable and openable hood to heat the hot blast line as such either in the manner described above, or to avoid cooling thereof in the unconnected case ,
Von weiterem großen Vorteil ist, dass die Arbeitszylinder zur Verriegelung der Renkverbindung über einen Druckspeicher auch im Störfall offenbar sind, und der Druckspeicher direkt am Heißwindverschluss angeordnet ist.Another great advantage is that the working cylinder for locking the Renkverbindung on a pressure accumulator in the event of malfunction are obvious, and the pressure accumulator is located directly on the hot blast closure.
Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass die Druckmittelverbindungen zu den Arbeitszylindern über Rohre anstatt über Schläuche erfolgt, insoweit die Renkverbindung des Verschlusses durch die besagte Verrohrung beweglich bleibt. Die Verwendung einer Verrohrung anstatt einer Verschlauchung ist, dass diese ganz erheblich temperaturfester ist.Furthermore, it is advantageously configured that the pressure medium connections to the working cylinders via pipes instead of tubes, as far as the recessed connection of the closure remains movable through the said piping. The use of a piping instead of a tubing is that it is significantly more temperature resistant.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.The invention is illustrated in the drawing and described in more detail below.
Es zeigt:
- Figur 1:
- Gesamtaufbau mit verfahrensmäßigem Bezug
- Figur 2:
- Heißwindverschluss, offen
- Figur 3:
- Heißwindverschluss geschlossen
- Figur 4:
- Seitenschnittansicht des geschlossen Heißwindverschlusses
- FIG. 1:
- Overall structure with procedural reference
- FIG. 2:
- Hot air cap, open
- FIG. 3:
- Hot air shutter closed
- FIG. 4:
- Side sectional view of the closed hot-air shutter
Die Heißwindleitung und das nach unten gebogene Anschlussrohr der Heißwindlanze sind jeweils mit einem Flansch 5 versehen. Die Flansche 5 sind dabei komplementär ausgebildet in der Weise, dass sie ineinander greifen, wie nachfolgend noch näher beschrieben, und zwei komplementäre Verbindungselemente bilden, die den erfindungsgemäßen Heißwindverschluss bilden.
The hot blast line and the downwardly bent connecting pipe of the hot blast lance are each provided with a
Innerhalb des um die Kippachse 2 kippbaren Konverters 1 befindet sich eine Eisenschmelze. Durch Bodendüsen oder Bodenöffnungen im Konverter 1 werden Sauerstoff, Stickstoff, Argon und Erdgas, sowie und Kohlenstoff (Kohle) und Kalk dem Schmelzbad zugeführt. Die dabei zugesteuerten jeweiligen Mengen werden von einer Steuereinrichtung 20 ermittelt und entsprechende Steuersignale auf die zugehörigen Steller 21, 22 und 23 gegeben. Von oberhalb des Schmelzbades wird Heißwind über eine Heißwindlanze 3 in den Konverter 1 geblasen. Die Heißwindlanze 3 ist auf einem Lanzenwagen 4 angeordnet, der ebenfalls von der Steuereinrichtung 20 gesteuert wird. Die Heißwindlanze 3 ist mit dem aus Flanschen, sowie mit Renkverschlusselementen samt automatischen Verdrehmitteln und Verriegelungsmitteln versehenen Heißwindverschluss 5 verbunden, welcher durch eine Hubbewegung des Lanzenwagens 4 samt Heißwindlanze 3 von der feststehenden Heißwindleitung 6 bei geöffnetem, d.h. entriegeltem Heißwindverschluss getrennt werden kann, bzw durch eine Absenkbewegung mit der Heißwindleitung 6 gasschlüssig wieder verbunden werden kann.Within the tiltable about the
Der Heißwindverschluss ist eine automatisch gesteuerte Einrichtung, mit welcher die gasdynamisch schlüssige, und nach außen gasdichte Verbindung von Heißwindleitung und Heißwindlanze mittels besagter automatischer Kopplungsmittel hergestellt werden kann.The hot blast closure is an automatically controlled device with which the gas-dynamic coherent, and gas-tight connection of hot blast line and hot blast lance can be made by means of said automatic coupling means.
Die Heißwindleitung 6 wird gespeist von einem sogenannten Pebble Heater 10, der in der Blasphase aus Kaltwind Heißwind erzeugt. Der Kaltwind wird in einem Gebläse 13 erzeugt, und kann optional auch zusätzlich mit Sauerstoff angereichert werden.The
Die Wärmebilanz im Konverter, und damit auch die über die Heißwindlanze zugeführte Wärme wird dabei vorteilhafterweise ausschließlich über die Zusteuerungsregelung der Kaltluftzufuhr zum Pebble Heater gesteuert bzw geregelt. Genau hierüber erfolgt die Steuerung des zugeführten Heißwindes, und genau darüber wird die Verbrennungsrate und die gesamten allothermen Wärmebeiträge im Reaktionsgefäß bzw im Stahlkonverter optimierend gesteuert.The heat balance in the converter, and thus also the heat supplied via the hot blast lance, is advantageously controlled or regulated exclusively via the control of the supply of cold air to the Pebble Heater. This is precisely where the control of the supplied hot blast takes place, and precisely above this the combustion rate and the total allothermal heat contributions in the reaction vessel or in the steel converter are optimally controlled.
Der Flansch 5' der Heißwindlanze 3 weist auf seinem Aussenumfang verteilt vorstehende Führungsfinger 5''' auf. Diese Führungsfinger 5''' greifen dabei in die Führungskammern 9 des Heißwindverschlusses beim Absenken ein.
The flange 5 'of the
In dieser Darstellung ist der untere Flansch 5" samt der Führungskammern 9 in einer um etwa 30° verdrehten Position. Bei der gewünschten Einfahrposition liegen natürlich die Führungskammern 9 und die Führungsfinger 5''' direkt übereinander fluchtend !In this illustration, the
Durch Absenken der Heißwindlanze 3 dringen die Führungsfinger sodann in die Führungskammern 9 ein und senken sich weiter ab.
In der Endlage wird dann der Ring samt den Führungskammern 9 verdreht um etwa 30°, so dass die Führungsfinger 5''' arretiert sind.By lowering the
In the end position then the ring together with the guide chambers 9 is rotated by about 30 °, so that the guide fingers 5 '''are locked.
Hierzu weist der untere Flansch 5" hydraulische Stellmittel in Form von Arbeitszylindern 7 auf, mit denen der Ring auf dem die Führungskammern 9 plaziert sind, verdreht werden kann. In der nachfolgend noch dargestellten Position des geschlossenen Heißwindverschlusses werden dann zusätzlich die hydraulischen Zylinder 8 betätigt, so dass diese die so gegebene Renkverbindung lagegesichert halten, und die Flansche 5' und 5" außerdem dichtend aufeinander pressen. Dazwischen liegen außerdem Dichtmittel, wie nachfolgend noch dargestellt.For this purpose, the
Die Anlage ist so aufgebaut, dass bei Störung oder Stromausfall über eine Notstromversorgung (bspw 24 Volt) alle Funktionen zum Öffnen und Schwenken des Heißwindverschlusses erfolgen können.
Die hydraulischen Zylinder werden aus einer Hydraulikanlage mit einem Restdruck von 200 Bar gespeist. Alle Hydraulikzylindern werden separat durch geeignete Schaltelemente überwacht.The system is designed so that in case of failure or power failure via an emergency power supply (eg 24 volts) all functions for opening and pivoting of the hot air shutter can be done.
The hydraulic cylinders are powered by a hydraulic system with a residual pressure of 200 bar. All hydraulic cylinders are separately monitored by suitable switching elements.
- 11
- Stahlkonvertersteel converter
- 22
- KonverterkippeinrichtungKonverterkippeinrichtung
- 33
-
Heißwindlanze
3' Anschlussrohr der HeißwindlanzeHot blast lance
3 'connecting pipe of the hot blast lance - 44
- LanzenwagenLanz car
- 55
-
Heißwindverschluß, Flansche des Heißwindverschlusses
5' Flansch am Anschlussrohr der Heißwindlanze
5" Gegenflansch an der Heißwindleitung
5''' Führungsfinger
5'''' Anschlüsse für KühlwasserHot blast closure, flanges of hot blast closure
5 'flange on the connection pipe of the hot blast lance
5 "counterflange on the hot blast line
5 '''guide fingers
5 '''' connections for cooling water - 66
- HeißwindleitungHot air line
- 77
- Stellmittel, VerdrehmittelAdjusting means, torsional means
- 88th
- Verriegelungszylinderlock cylinders
- 99
- Führungskammernguide chambers
- 1010
- Pebble HeaterPebble Heater
- 1111
- Brennkamerburning chamber
- 1212
- SauerstoffdosiererSauerstoffdosierer
- 1313
- Gebläsefan
- 1414
- Dichtungsnutenseal grooves
- 1515
-
Sperrluftkammer
20 Steuereinrichtung
21 Steller für Sauerstoffbodendüsen
22 Steller für Stickstoffbodendüsen
23 Steller für KohlenzufuhrSealing air chamber
20 control device
21 actuators for oxygen floor nozzles
22 actuators for nitrogen floor nozzles
23 adjusters for coal feed
Claims (15)
- Method for operating a blower lance arrangement (hot blast lance arrangement), in which a hot blast is blown onto the molten pool and/or the aggregate material in a converter, the hot blast lance being fed by a hot blast source via a hot blast line, the hot blast lance being connected releasably to the hot blast source in such a way that the connection can be automatically opened and closed again for each batch, that is to say between the batches, characterized in that the hot blast lance can be moved vertically and relative to the stationary hot blast line via a lance carriage, and the hot blast lance is connected to the hot blast line via the hot blast closure by way of automatic actuable bayonet closure means, and the bayonet closure is locked automatically by means of a plurality of hydraulic operating cylinder loads when the connecting bayonet end position is reached.
- Method according to Claim 1, characterized in that, in the case of a converter which is prepared for the melting operation, the hot blast lance is lowered into the converter into an operating position in such a way that the hot blast lance is at the same time closed onto a hot blast closure for connection to the hot blast line by way of the lowering movement.
- Method according to either of the preceding claims, characterized in that, in order to connect the hot blast lance to the hot blast line in a manner which is locked in terms of the hot blast, the connector of the hot blast lance is provided with a bayonet closure and is lowered onto the hot blast line onto the complementary corresponding element of the bayonet connection, and in that, when the end position is reached, the two complementary bayonet connecting elements are automatically rotated relative to one another until the bayonet end position is reached with subsequent locking.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operating cylinders can be opened even in the case of a disruption in order to lock the bayonet connection via a pressure accumulator.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that an intermediate space which is formed between the inner and outer seal region of the hot blast closure is loaded with sealing air after the locking of the bayonet connecting elements.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of bayonet connecting elements are arranged in a distributed manner on the circularly annular configuration of the hot blast closure, and in that the hydraulic operating cylinders which are loaded for locking purposes are dimensioned in such a way that at most two operating cylinders can support the entire weight of the hot blast lance including the lance carriage.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hot blast closure is covered with an automatically openable and closable hood before and after the connection to the hot blast lance, with the result that no residual heat exits from the hot blast line before or after the connection to the hot blast lance.
- Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hot blast lance is provided with a first coolant circuit, and the hot blast closure is provided with a second coolant circuit, and in that the two coolant circuits are coupled thermally to one another, or are connected to one another in a manner which is locked in terms of the coolant, in such a way that the hot blast lance and hot blast closure are at least approximately the same temperature at least during operation.
- Blower lance arrangement having a lance pipe, the height of which can be adjusted with respect to the converter (1) via a lance carriage (4), in which blower lance arrangement hot blast is blown onto the molten pool and/or the aggregate material in a converter (1), the hot blast lance (3) being fed by a hot blast source via a hot blast line (6), it being possible for the hot blast lance (3) to be connected via a stationary hot blast line (6) to a stationary hot blast generator or a pebble heater (10), and the connection between the hot blast lance (3) and the hot blast line (6) taking place via a hot blast closure (5) which can be released automatically and is provided with a flange, and the hot blast closure (5) and a connector piece (3') of the hot blast lance (3) being provided with in each case one complementary flange element (5', 5") which is in turn provided with automatically actuable bayonet closure means (7, 8, 9, 5'''), in such a way that, when the flanges (5', 5") which are moved onto one another are closed, the bayonet closure elements form a connection of the hot blast lance (3) and the hot blast line (6), which connection is fixed mechanically and is locked in terms of the gas.
- Blower lance arrangement according to Claim 9, characterized in that the bayonet closure of the hot blast closure (5) can be mechanically locked automatically by means of a plurality of hydraulic operating cylinders (8) when the connecting bayonet end position is reached.
- Blower lance arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the bayonet closure elements can be rotated automatically by means of a hydraulic or motor drive.
- Blower lance arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the operating cylinders (8) can be opened even in the case of a disruption in order to lock the bayonet connection via a pressure accumulator, and the pressure accumulator is arranged directly on the hot blast closure (5).
- Blower lance arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure medium connections to the operating cylinders (7, 8) takes place via pipes instead of via hoses, to the extent that the bayonet connection of the closure remains movable by way of the said pipework.
- Blower lance arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the hot blast quantity which is blown in can be regulated exclusively via actuating means (12, 13) for the regulated feed of the cold air quantity which is fed into the pebble heater (10).
- Blower lance arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the flange (5") of the hot blast line (6) which is the subject of the hot blast closure (5) is also additionally provided with a closable and openable hood, in order either to heat the hot blast line (6) per se in the above-described way or to avoid cooling thereof in the non-connected case.
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