EP2955236A1 - Method and apparatus for controlling the fill height of a raw material in a blast furnace - Google Patents
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- EP2955236A1 EP2955236A1 EP14172352.8A EP14172352A EP2955236A1 EP 2955236 A1 EP2955236 A1 EP 2955236A1 EP 14172352 A EP14172352 A EP 14172352A EP 2955236 A1 EP2955236 A1 EP 2955236A1
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- F27D3/0033—Charging; Discharging; Manipulation of charge charging of particulate material
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- F27D2003/105—Charging directly from hoppers or shoots using shutters
Definitions
- the invention relates to a method for controlling the filling level of a raw material in a blast furnace, wherein the blast furnace has a feed area for further raw material comprising a chute system, wherein the chute system comprises a chute rotating about a vertical axis, which comprises an annular application of the further raw material to the in the Blast furnace already existing raw material produced, and wherein the chute system comprises a raw material flow flap, which causes a function of a flap position a constant inflow of additional raw material to the blast furnace.
- the invention further relates to a control system for a balancing system of a blast furnace, the metering system comprising a chute system with a chute rotationally driven about a vertical axis for annularly charging further raw material to raw material already present in the blast furnace, the chute further comprising a raw material flow flap with adjustable Flap position includes, and wherein at least one unit for determining a locally present level of the raw material in the blast furnace is present.
- the invention further relates to an aerating system for a blast furnace, comprising a chute system having a chute rotating about a vertical axis for annularly depositing further raw material on raw material already present in the blast furnace, the chute further comprising a raw material flow flap with adjustable flap position, and wherein at least one unit for determining the locally present filling level of the raw material in the blast furnace is present.
- a blast furnace with such a Belichtungsstrom.
- German patent application no. 2 035 458 a furnishing device for a shaft furnace, in particular a blast furnace, with a chute system.
- the DE 601 02 714 T2 describes a device for distributing bulk material as part of a Belichtungsstrom for a blast furnace.
- the device comprises a rotatable chute with an adjustable inclination angle.
- the upper boundary surface of the raw material, to which raw material is repeatedly fed from above via the delivery system, is - as seen from above in the direction of the longitudinal axis of the blast furnace - conceptually divided into circle segments.
- indentations ie below-average levels of raw material in the blast furnace, form.
- the raw material is applied in multiple layers, these layers usually having a thickness in the range of 0.2 to 0.8 m.
- the chute alternately carries either ore, sinter or pellets or coke. Also the position the task of different materials may vary.
- coarse coke can preferably be introduced in the middle region of the blast furnace, that is to say near the longitudinal axis of the blast furnace, while fine ores are introduced in the outer region, that is to say in regions with the largest possible distance from the longitudinal axis of the blast furnace. This procedure serves to protect an outdoor area of the blast furnace from overheating and to adjust the air resistance of the blast furnace.
- the circular segments in which indentations are determined, specifically with raw material. If it is determined by a unit for determining a locally present level of filling of the raw material in the blast furnace that a recess with a below-average filling level of the raw material has formed in a circular segment, the chute is controlled such that it only uses the rocking material in a reciprocating motion to the affected circle segment. About the inclination angle of the chute is still controlled, at which distance from the longitudinal axis of the blast furnace, the raw material is to be deposited annularly.
- a unit for determining a locally present filling level may be the operating personnel and / or a sensor arrangement, for example with a optical sensor, act.
- the operation of the entire blast furnace plant including the bunker facilities for the assembly of the raw material and the transport system for the raw material in the direction of the metering system must be considered.
- the bunkers and the Belichtungsstrom in the transport system constantly about 4 to 6 different raw material batches on the road, which differ in their material composition.
- About 20 to 26 batches are mixed per hour.
- not every batch is suitable for filling in a resulting indentation.
- different batches are put together containing either ore, sinter or pellets or coke.
- the assembly of a single suitable special batch requires separate intervention in the batch creation process and usually takes about 15 minutes.
- the object of the invention is to provide an improved method for controlling the level of a raw material in a blast furnace. Furthermore, it is an object of the invention to provide a suitable control system.
- the object is for the method for controlling the filling level of a raw material in a blast furnace, wherein the blast furnace has a feed area for further raw material comprising a chute system, wherein the chute system comprises a chute rotating about a vertical axis, the an annular application of the further raw material on the produced in the blast furnace already existing raw material, and wherein the chute system has a raw material flow flap, which causes a constant inflow of additional raw material to the blast furnace, depending on a flap position, achieved by an angular velocity of the rotating chute in response to a locally present level of the raw material is changed in the blast furnace.
- the chute is therefore operated so that circular segments with indentations and below average level of raw material are passed through slower than circular segments with elevations and above average level of raw material. Due to the fact that in such a procedure, the chute longer in a circular segment with a recess remains, more raw material is stored in this circle segment and thus filled the indentation. In this case, the next available raw material batch can be used in a simple manner.
- the control interventions to provide the required angular velocity per circle segment can be done manually or automatically.
- the inventive method has the advantage that no special batches are required and no interruption of the normal charging operation must be made. The productivity of the blast furnace plant is maintained throughout.
- Each raw material batch is deposited in the blast furnace all over the upper boundary of the raw material, but in different amounts.
- the Gas josströmhus the filling and thus the temperature of the blast furnace are made uniform, so that the risk of caking of the raw material is reduced to the shell of the blast furnace.
- an inclination angle of the chute is changed as a function of the locally present filling level of the raw material in the blast furnace.
- indentations that are present locally and only at certain distances from the longitudinal axis of the blast furnace, can also selectively fill.
- the angular velocity of the chute in areas of the blast furnace with locally below average filling height is preferably set lower than in areas with locally average or above-average filling level.
- the angular velocity of the chute in areas of the blast furnace with local above-average filling level is particular is set higher than in areas with locally average or below average fill levels.
- the Belichtungsstrom comprises a chute system with a rotatably driven about a vertical axis chute for annular application of additional raw material on existing in the blast furnace raw material, the chute system further with a raw material flow flap adjustable flap position, wherein at least one unit for determining a locally present level of filling of the raw material in the blast furnace by the control system is adapted to change an angular velocity of the rotating chute depending on the determined locally present level of the raw material in the blast furnace.
- the control system according to the invention has the advantage that no special batches are required and no interruption of the normal charging operation must take place. The productivity of the blast furnace plant is maintained throughout.
- the control system is preferably further configured to change a slope angle of the chute in dependence on the determined locally present filling level of the raw material in the blast furnace.
- the regulating interventions can be used to provide the required angular velocity per circular segment and / or required tilt angle within a circle segment manually by the operator or automatically.
- An aerator for a blast furnace comprising a chute system having a chute rotatably driven about a vertical axis for annularly charging further raw material to raw material already present in the blast furnace, the chute system further comprising a raw material flow flap with adjustable flap position, and wherein at least a unit for determining the locally present filling level of the raw material is present in the blast furnace, with furthermore a control system according to the invention.
- a blast furnace with such a treatment plant has proved to be advantageous.
- FIG. 1 1 shows a schematic representation of a blast furnace installation comprising a blast furnace 1, a metering installation 2, a bunker installation 3 with a plurality of material bins 4 containing different starting materials for assembling different raw material batches 9a, 9b, and a transport system 5 for transporting the raw material batches 9a, 9b from the bunker installation 3 to the treatment plant 2.
- the blast furnace 1 has a shell 1a and a longitudinal axis 1b.
- the metering system 2 comprises a chute system with a chute 2a, a drive 2b (not shown here in detail) (cf. FIG.
- the drive 2b is set up, on the one hand a rotation of the chute 2a about a vertical axis, here the longitudinal axis 1b of the blast furnace 1, in an adjustable Angle velocity ⁇ effect and on the other hand to adjust an inclination angle ⁇ of the chute 2a.
- a rotation of the chute 2a about a vertical axis, here the longitudinal axis 1b of the blast furnace 1, in an adjustable Angle velocity ⁇ effect and on the other hand to adjust an inclination angle ⁇ of the chute 2a.
- On an upper boundary surface 9 'of the already filled into the blast furnace 1 raw material 9 2a further raw material batches 9a, 9b abandoned by means of the chute 2a.
- the locally resulting level h of the raw material 9 in the blast furnace 1 can be detected by a unit 11, here in the form of infrared cameras, with areas of high infrared radiation as indentations 10 in the upper boundary surface 9 'with below average level h and areas with low infrared radiation Elevations in the upper boundary 9 'are rated above average level h.
- FIG. 2 Now shows a schematic plan view of the upper boundary surface 9 'of the raw material 9 in a blast furnace 1 according to FIG. 1 in section A-A '.
- the upper interface 9 ' is divided into circle segments K1 to K8, each one Circle segment K1 to K8 is assigned to a certain angular range at the formed by the shell 1a of the blast furnace 1 circle.
- the angular segment K1 is assigned an angular range of 0 to 45 °
- the circular segment K2 an angular range of 45 to 90 ° and so on.
- the size of the angles ⁇ of the circle segments will depend essentially on the dimensions of the blast furnace 1 and the specifications of the drive 2b of the chute 2a and is therefore variable within wide limits.
- unit 11 cf. FIG. 1
- a recess 10 is detected, which is located in the edge region of the circle segments K4 and K5.
- FIG. 3 shows a diagram concerning FIG. 2 with the set angular velocities ⁇ of the chute 2a at two different angles of inclination ⁇ of the chute 2a.
- the angular velocity ⁇ (in rad / s) of the chute 2a is plotted over an angle ⁇ (in radians) in which the chute 2a is located.
- the chute 2a is guided here on two tracks B2 and B2 (see FIG. 2 ), which result from the adjustment of the two different inclination angles ⁇ .
- the indentation 10 see FIG.
- FIGS. 4 to 8 now show possible driving programs for a chute 2a. Same reference numerals as in the FIGS. 1 to 3 identify similar elements.
- four different angles of inclination ⁇ of the chute 2a are set, thereby traversing four lanes B1 to B4.
- the angular velocity ⁇ of the chute 2a (marked with thick bars on the tracks B1 to B4) is slowed down in each case.
- FIG. 9 shows a schematic representation of a control system 100 for the conditioning system 2 of the blast furnace 1 according to FIG. 1 .
- a control system 100 for the conditioning system 2 of the blast furnace 1 according to FIG. 1 .
- the radiation images acquired by means of the unit 11 in the form of an infrared camera, via which a local filling level h of the blast furnace 1 is determined, are transferred to a computing unit 101, which comprises a travel program for the chute 2a, including specifications for the angular velocity ⁇ as a function of the angle ⁇ , in which the chute 2 is located and specifications concerning an inclination angle ⁇ of the chute 2a for settingwaterfahrenden paths B1 to B x provides.
- the calculated driving program is transmitted to a control unit 102, which in turn regulates the drive 2b of the chute 2a and a respective drive 7a of the raw material flow flaps 7, 7 'according to the driving program.
- the task of raw material 9 achieved on the upper boundary surface 9 'due to the set flap position and the movement profile of the chute 2a with simultaneous filling of indentations 10 generates a modified radiation image which is detected again by the unit 11 and indicates a new local filling height h.
- the radiation images can also be evaluated by the operator of the blast furnace system and the desired driving program can be manually entered into the arithmetic unit 101 via an input unit 103.
- FIGS. 1 to 9 shown embodiments of the invention are not limited to the design of the blast furnace system or Belichtungsstrom shown here.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Füllhöhe (h) eines Rohmaterials (9) in einem Hochofen (1), wobei der Hochofen (1) einen Aufgabebereich für weiteres Rohmaterial (9) umfassend ein Schurrensystem aufweist, wobei das Schurrensystem eine um eine senkrechte Achse rotierende Schurre (2a) umfasst, die einen ringförmigen Auftrag des weiteren Rohmaterials (9) auf das im Hochofen (1) bereits vorhandene Rohmaterial (9) erzeugt, und wobei das Schurrensystem eine Rohmaterial-Durchflussklappe (7, 7') aufweist, die in Abhängigkeit einer Klappenposition einen gleichbleibenden Zufluss von weiterem Rohmaterial (9) zum Hochofen (1) bewirkt. Erfindungsgemäß wird eine Winkelgeschwindigkeit (É) der rotierenden Schurre (2a) wird in Abhängigkeit von einer lokal vorliegenden Füllhöhe (h) des Rohmaterials (9) im Hochofen (1) verändert.The invention relates to a method for controlling the filling level (h) of a raw material (9) in a blast furnace (1), wherein the blast furnace (1) has a feed area for further raw material (9) comprising a chute system, wherein the chute system is one vertical Axially rotating chute (2a) which produces an annular application of the further raw material (9) to the raw material (9) already present in the blast furnace (1), and wherein the chute system comprises a raw material flow flap (7, 7 ') as a function of a flap position causes a constant inflow of further raw material (9) to the blast furnace (1). According to the invention, an angular velocity (ε) of the rotating chute (2a) is changed as a function of a locally present filling level (h) of the raw material (9) in the blast furnace (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Füllhöhe eines Rohmaterials in einem Hochofen, wobei der Hochofen einen Aufgabebereich für weiteres Rohmaterial umfassend ein Schurrensystem aufweist, wobei das Schurrensystem eine um eine senkrechte Achse rotierende Schurre umfasst, die einen ringförmigen Auftrag des weiteren Rohmaterials auf das im Hochofen bereits vorhandene Rohmaterial erzeugt, und wobei das Schurrensystem eine Rohmaterial-Durchflussklappe aufweist, die in Abhängigkeit einer Klappenposition einen gleichbleibenden Zufluss von weiterem Rohmaterial zum Hochofen bewirkt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Regelungssystem für eine Begichtungsanlage eines Hochofens, wobei die Begichtungsanlage ein Schurrensystem mit einer um eine senkrechte Achse rotierend angetriebenen Schurre zum ringförmigen Auftrag von weiterem Rohmaterial auf im Hochofen bereits vorhandenes Rohmaterial umfasst, wobei die Schurre weiterhin eine Rohmaterial-Durchflussklappe mit verstellbarer Klappenposition umfasst, und wobei mindestens eine Einheit zur Ermittlung einer lokal vorliegenden Füllhöhe des Rohmaterials im Hochofen vorhanden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Begichtungsanlage für einen Hochofen, umfassend ein Schurrensystem mit einer um eine senkrechte Achse rotierend angetriebenen Schurre zum ringförmigen Auftrag von weiterem Rohmaterial auf im Hochofen bereits vorhandenes Rohmaterial, wobei die Schurre weiterhin eine Rohmaterial-Durchflussklappe mit verstellbarer Klappenposition umfasst, und wobei mindestens eine Einheit zur Ermittlung der lokal vorliegenden Füllhöhe des Rohmaterials im Hochofen vorhanden ist. Schließlich betrifft die Erfindung einen Hochofen mit einer solchen Begichtungsanlage.The invention relates to a method for controlling the filling level of a raw material in a blast furnace, wherein the blast furnace has a feed area for further raw material comprising a chute system, wherein the chute system comprises a chute rotating about a vertical axis, which comprises an annular application of the further raw material to the in the Blast furnace already existing raw material produced, and wherein the chute system comprises a raw material flow flap, which causes a function of a flap position a constant inflow of additional raw material to the blast furnace. The invention further relates to a control system for a balancing system of a blast furnace, the metering system comprising a chute system with a chute rotationally driven about a vertical axis for annularly charging further raw material to raw material already present in the blast furnace, the chute further comprising a raw material flow flap with adjustable Flap position includes, and wherein at least one unit for determining a locally present level of the raw material in the blast furnace is present. The invention further relates to an aerating system for a blast furnace, comprising a chute system having a chute rotating about a vertical axis for annularly depositing further raw material on raw material already present in the blast furnace, the chute further comprising a raw material flow flap with adjustable flap position, and wherein at least one unit for determining the locally present filling level of the raw material in the blast furnace is present. Finally, the invention relates to a blast furnace with such a Belichtungsanlage.
Es ist hinreichend bekannt, dass zum Befüllen eines Hochofens mit Rohmaterial meist Begichtungsanlagen mit Schurrensystemen eingesetzt werden. So beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift Nr.
Die
Im Betrieb eines Hochofens kommt es an der oberen Grenzfläche des in den Hochofen von oben im Bereich der Begichtungsanlage eingefüllten Rohmaterials bekanntermaßen zu teils stark unterschiedlichen Oberflächenprofilen. Das Rohmaterial sackt aufgrund von lokal unterschiedlich ablaufenden Prozessen im Hochofen lokal ab, während andere Bereiche des Rohmaterials kaum nachgeben und als Erhebung stehen bleiben. Als Ursachen für dieses Verhalten werden ein ungleichmäßiger Abstich des Hochofens, Ungleichmäßigkeiten im Rohmaterial, ein Zusammensacken, Wegrutschen oder eine Komprimierung des Rohmaterials, ein lokal beschleunigtes Reduktions- und Einschmelzverhalten des Rohmaterials o.ä. vermutet. Es resultieren Unterschiede in den lokalen Füllständen im Hochofen, die ihrerseits ebenfalls dazu beitragen, dass der Reduktions- und Einschmelzprozess im Hochofen nicht örtlich gleichmäßig oder symmetrisch abläuft. Die obere Grenzfläche des Rohmaterials, auf die immer wieder Rohmaterial von oben über die Begichtungsanlage aufgegeben wird, wird - von oben in Richtung der Längsachse des Hochofens gesehen - gedanklich in Kreissegmente unterteilt. In den Kreissegmenten, in denen der Reduktions- und Einschmelzprozess vermutlich beschleunigt abläuft, bilden sich Einbuchtungen, also unterdurchschnittliche Füllstände an Rohmaterial im Hochofen aus.In the operation of a blast furnace, it is known that sometimes very different surface profiles occur at the upper boundary surface of the raw material introduced into the blast furnace from above in the area of the metering installation. The raw material suffers locally due to locally different processes in the blast furnace, while other areas of the raw material hardly yield and remain as an elevation. The causes of this behavior are uneven tapping of the blast furnace, unevenness in the raw material, collapse, slippage or compression of the raw material, a locally accelerated reduction and melting behavior of the raw material or the like. supposed. This results in differences in the local levels in the blast furnace, which in turn also contribute to the fact that the reduction and smelting process in the blast furnace does not run locally evenly or symmetrically. The upper boundary surface of the raw material, to which raw material is repeatedly fed from above via the delivery system, is - as seen from above in the direction of the longitudinal axis of the blast furnace - conceptually divided into circle segments. In the circular segments, where the reduction and smelting process presumably takes place more quickly, indentations, ie below-average levels of raw material in the blast furnace, form.
Das Rohmaterial wird in mehreren Lagen aufgetragen, wobei diese Lagen üblicherweise eine Dicke im Bereich von 0,2 bis 0,8 m aufweisen. Dabei trägt die Schurre abwechselnd entweder Erz, Sinter bzw. Pellets oder aber Koks auf. Auch die Position der Aufgabe der unterschiedlichen Materialien kann variieren. So kann im Mittenbereich des Hochofens, also nahe der Längsachse des Hochofens, bevorzugt grober Koks eingebracht werden, während im äußeren Bereich, also in Bereichen mit größtmöglichem Abstand von der Längsachse des Hochofens, feine Erze eingebracht werden. Dieses Vorgehen dient dazu, einen Außenbereich des Hochofens vor Überhitzung zu schützen und den Luftwiederstand des Hochofens einzustellen.The raw material is applied in multiple layers, these layers usually having a thickness in the range of 0.2 to 0.8 m. The chute alternately carries either ore, sinter or pellets or coke. Also the position the task of different materials may vary. Thus coarse coke can preferably be introduced in the middle region of the blast furnace, that is to say near the longitudinal axis of the blast furnace, while fine ores are introduced in the outer region, that is to say in regions with the largest possible distance from the longitudinal axis of the blast furnace. This procedure serves to protect an outdoor area of the blast furnace from overheating and to adjust the air resistance of the blast furnace.
Es wurde bereits auf unterschiedliche Weise versucht, den Füllstand im Hochofen zu regeln, um die obere Grenzfläche möglichst eben auszubilden und damit einen gleichmäßigen Füllstand in allen Kreissegmenten zu erreichen. Dabei hat sich eine Regelung der Füllhöhe über die Abgabemenge der Schurre, welche sich durch eine unterschiedliche Klappenposition der Rohmaterial-Durchflussklappe einstellen lässt, als wenig praktikabel erwiesen. Ursachen dafür liegen in der oft mangelnden Verstellgeschwindigkeit und -dynamik der Rohmaterial-Durchflussklappe oder in Einschränkungen bei der Bedienbarkeit üblicher Rohmaterial-Durchflussklappen. So sind unter anderem Rohmaterial-Durchflussklappen im Einsatz, die während eines Durchflusses des Rohmaterials nicht geschlossen werden können.It has already been tried in different ways to control the level in the blast furnace to form the upper interface as flat as possible and thus to achieve a uniform level in all circle segments. In this case, a regulation of the filling level on the discharge amount of the chute, which can be adjusted by a different flap position of the raw material flow flap, has proved to be less practicable. The reasons for this are the often lacking adjustment speed and dynamics of the raw material flow damper or limitations in the operability of conventional raw material flow control valves. For example, raw material flow flaps are in use that can not be closed during flow of the raw material.
Weiterhin ist es bekannt, die Kreissegmente, in denen Einbuchtungen festgestellt werden, gezielt mit Rohmaterial zu versorgen. Wird durch eine Einheit zur Ermittlung einer lokal vorliegenden Füllhöhe des Rohmaterials im Hochofen festgestellt, dass sich in einem Kreissegment eine Einbuchtung mit unterdurchschnittlichem Füllstand des Rohmaterial ausgebildet hat, so wird die Schurre derart angesteuert, dass diese mittels einer Hin- und Herbewegung das Rohmaterial nur in dem betroffenen Kreissegment abwirft. Über den Neigungswinkel der Schurre ist dabei weiterhin steuerbar, in welchem Abstand von der Längsachse des Hochofens das Rohmaterial ringförmig abgelagert werden soll. Bei einer Einheit zur Ermittlung einer lokal vorliegenden Füllhöhe kann es sich um das Bedienpersonal und/oder eine Sensoranordnung, beispielsweise mit einem optischen Sensor, handeln. Üblich ist dabei der Einsatz von Infrarotkameras, mit welchen die obere Grenzfläche des Rohmaterials aufgenommen wird. In detektierten Bereichen mit erhöhten Temperaturen wird von einer Einbuchtung mit unterdurchschnittlichem Füllstand des Rohmaterials ausgegangen, während in detektierten Bereichen mit geringen Temperaturen von einer Erhebung mit überdurchschnittlichem Füllstand des Rohmaterials ausgegangen wird.Furthermore, it is known to provide the circular segments, in which indentations are determined, specifically with raw material. If it is determined by a unit for determining a locally present level of filling of the raw material in the blast furnace that a recess with a below-average filling level of the raw material has formed in a circular segment, the chute is controlled such that it only uses the rocking material in a reciprocating motion to the affected circle segment. About the inclination angle of the chute is still controlled, at which distance from the longitudinal axis of the blast furnace, the raw material is to be deposited annularly. In a unit for determining a locally present filling level may be the operating personnel and / or a sensor arrangement, for example with a optical sensor, act. Common is the use of infrared cameras, with which the upper interface of the raw material is recorded. In detected areas with elevated temperatures is assumed that a recess with below average level of the raw material, while in detected areas with low temperatures is assumed by a survey with above-average level of the raw material.
Um die Nachteile dieses Verfahrens zu verstehen, ist der Betreib der gesamten Hochofenanlage inklusive der Bunkeranlagen für die Zusammenstellung des Rohmaterials und des Transportsystems für das Rohmaterial in Richtung der Begichtungsanlage zu berücksichtigen. So sind üblicher Weise zwischen den Bunkeranlagen und der Begichtungsanlage im Transportsystem ständig etwa 4 bis 6 unterschiedliche Rohmaterial-Chargen unterwegs, die sich in ihrer Materialzusammensetzung unterscheiden. Pro Stunde werden dabei etwa 20 bis 26 Chargen gemischt. Nun eignet sich aber aufgrund der unterschiedlichen Materialzusammensetzungen und/oder der Chargengröße nicht jede Charge zum Auffüllen einer entstandenen Einbuchtung. So werden unterschiedliche Chargen zusammengestellt, die entweder Erz, Sinter oder Pellets oder Koks enthalten. Das Zusammenstellen einer einzigen geeigneten Spezialcharge bedarf gesonderter Eingriffe in den Chargenerstellungsprozess und benötigt in der Regel ca. 15 Minuten. Eine Verkürzung dieser Zeit ist meist nur dann möglich, wenn mit immens hohem Aufwand bautechnische Änderungen an der Hochofenanlage vorgenommen werden, z.B. eine Installation zusätzlicher Materialbunker, Förderbänder usw. erfolgt. Daher wird meist keine Spezialcharge zusammengestellt, sondern die nächste verfügbare Rohmaterialcharge in die Einbuchtung verfüllt. Der normale Schurrenbetrieb wird dazu unterbrochen, wobei es zu Einbußen in der Produktivität der Anlage kommt und vermehrt Bedienfehler durch das Bedienpersonal der Hochofenanlage auftreten können. Eine falsche Positionierung der Schurre in einem falsch ausgewählten Kreissegment kann bei einer solchen Fehlbedienung noch zu einer weiteren Verstärkung der Füllstandsunterschiede im Hochofen führen. Wird eine zu große Charge in eine Einbuchtung verfüllt, bildet sich dort anstelle der Einbuchtung nun ein Hügel, der genauso wenig erwünscht ist.In order to understand the disadvantages of this method, the operation of the entire blast furnace plant including the bunker facilities for the assembly of the raw material and the transport system for the raw material in the direction of the metering system must be considered. Thus, usually between the bunkers and the Belichtungsanlage in the transport system constantly about 4 to 6 different raw material batches on the road, which differ in their material composition. About 20 to 26 batches are mixed per hour. However, due to the different material compositions and / or the batch size, not every batch is suitable for filling in a resulting indentation. Thus, different batches are put together containing either ore, sinter or pellets or coke. The assembly of a single suitable special batch requires separate intervention in the batch creation process and usually takes about 15 minutes. A shortening of this time is usually only possible if structural changes to the blast furnace system are made with immense effort, eg an installation of additional material bunkers, conveyor belts, etc. takes place. Therefore, usually no special batch is put together, but filled the next available raw material batch in the indentation. The normal chaff operation is interrupted, which leads to losses in the productivity of the plant and more operator errors can occur by the operator of the blast furnace. Incorrect positioning of the chute in an incorrectly selected circle segment can, in the case of such an incorrect operation, still further increase the level differences in the blast furnace. If a batch that is too large is filled into a recess, a mound is formed instead of the recess, which is just as undesirable.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Regelung der Füllhöhe eines Rohmaterials in einem Hochofen bereitzustellen. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung dafür geeignetes ein Regelungssystem anzugeben.The object of the invention is to provide an improved method for controlling the level of a raw material in a blast furnace. Furthermore, it is an object of the invention to provide a suitable control system.
Die Aufgabe wird für das Verfahren zur Regelung der Füllhöhe eines Rohmaterials in einem Hochofen, wobei der Hochofen einen Aufgabebereich für weiteres Rohmaterial umfassend ein Schurrensystem aufweist, wobei das Schurrensystem eine um eine senkrechte Achse rotierende Schurre umfasst, die einen ringförmigen Auftrag des weiteren Rohmaterials auf das im Hochofen bereits vorhandene Rohmaterial erzeugt, und wobei das Schurrensystem eine Rohmaterial-Durchflussklappe aufweist, die in Abhängigkeit einer Klappenposition einen gleichbleibenden Zufluss von weiterem Rohmaterial zum Hochofen bewirkt, dadurch gelöst, dass eine Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Schurre in Abhängigkeit von einer lokal vorliegenden Füllhöhe des Rohmaterials im Hochofen verändert wird.The object is for the method for controlling the filling level of a raw material in a blast furnace, wherein the blast furnace has a feed area for further raw material comprising a chute system, wherein the chute system comprises a chute rotating about a vertical axis, the an annular application of the further raw material on the produced in the blast furnace already existing raw material, and wherein the chute system has a raw material flow flap, which causes a constant inflow of additional raw material to the blast furnace, depending on a flap position, achieved by an angular velocity of the rotating chute in response to a locally present level of the raw material is changed in the blast furnace.
Die Schurre wird demnach so betrieben, dass Kreissegmente mit Einbuchtungen und unterdurchschnittlichem Füllstand an Rohmaterial langsamer durchfahren werden als Kreissegmente mit Erhebungen und überdurchschnittlichem Füllstand an Rohmaterial. Aufgrund der Tatsache, dass bei einer derartigen Verfahrensweise die Schurre länger in einem Kreissegment mit einer Einbuchtung verbleibt, wird in diesem Kreissegment auch mehr Rohmaterial abgelegt und damit die Einbuchtung verfüllt. Dabei kann in einfacher Weise die nächste verfügbare Rohmaterialcharge verwendet werden. Die Regeleingriffe zur Bereitstellung der benötigten Winkelgeschwindigkeit pro Kreissegment können dabei manuell oder automatisch erfolgen.The chute is therefore operated so that circular segments with indentations and below average level of raw material are passed through slower than circular segments with elevations and above average level of raw material. Due to the fact that in such a procedure, the chute longer in a circular segment with a recess remains, more raw material is stored in this circle segment and thus filled the indentation. In this case, the next available raw material batch can be used in a simple manner. The control interventions to provide the required angular velocity per circle segment can be done manually or automatically.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat damit den Vorteil, dass keine Spezialchargen erforderlich sind und auch keine Unterbrechung des normalen Chargierbetriebs erfolgen muss. Die Produktivität der Hochofenanlage bleibt durchgehend erhalten.The inventive method has the advantage that no special batches are required and no interruption of the normal charging operation must be made. The productivity of the blast furnace plant is maintained throughout.
Jede Rohmaterialcharge wird überall auf der oberen Grenzfläche des Rohmaterials im Hochofen abgelagert, allerdings in unterschiedlicher Menge. Die Gasdurchströmbarkeit der Befüllung und damit die Temperatur des Hochofens werden vergleichmäßigt, so dass die Gefahr eines Anbackens des Rohmaterials an der Hülle des Hochofens vermindert wird.Each raw material batch is deposited in the blast furnace all over the upper boundary of the raw material, but in different amounts. The Gasdurchströmbarkeit the filling and thus the temperature of the blast furnace are made uniform, so that the risk of caking of the raw material is reduced to the shell of the blast furnace.
Auch ein Einbringen einer gezielten Asymmetrie im Füllstand des Hochofens, also im Bereich der oberen Grenzfläche, ist realisierbar, z.B. wenn ein Hochofen in einem bestimmten Kreissegment reproduzierbar zur Bildung von Einbuchtungen neigt. Dies kann beispielsweise oberhalb der Abstichöffnungen des Hochofens der Fall sein. In einem solchen Fall führt ein Ablagern von mehr Erz, Sinter oder Pellets oberhalb der Abstichöffnungen und von mehr Koks auf gleicher Ebene zwischen den Abstichöffnungen zu einer deutlichen Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung im Hochofen.It is also feasible to introduce a targeted asymmetry in the filling level of the blast furnace, ie in the area of the upper boundary surface, e.g. if a blast furnace in a certain circle segment reproducibly tends to form indentations. This may for example be the case above the tapping openings of the blast furnace. In such a case, depositing more ore, sinter or pellets above the tapping openings and more coke on the same level between the tapping openings leads to a significant equalization of the temperature distribution in the blast furnace.
Es hat sich bewährt, wenn weiterhin ein Neigungswinkel der Schurre in Abhängigkeit von der lokal vorliegenden Füllhöhe des Rohmaterials im Hochofen verändert wird. Damit lassen sich Einbuchtungen, die lokal und nur in bestimmten Abständen von der Längsachse des Hochofens vorliegen, ebenso gezielt befüllen.It has proven useful if, furthermore, an inclination angle of the chute is changed as a function of the locally present filling level of the raw material in the blast furnace. In order to indentations that are present locally and only at certain distances from the longitudinal axis of the blast furnace, can also selectively fill.
Dabei wird die Winkelgeschwindigkeit der Schurre in Bereichen des Hochofens mit lokal unterdurchschnittlicher Füllhöhe bevorzugt geringer eingestellt als in Bereichen mit lokal durchschnittlicher oder überdurchschnittlicher Füllhöhe.The angular velocity of the chute in areas of the blast furnace with locally below average filling height is preferably set lower than in areas with locally average or above-average filling level.
Die Winkelgeschwindigkeit der Schurre in Bereichen des Hochofens mit lokal überdurchschnittlicher Füllhöhe wird insbesondere höher eingestellt wird als in Bereichen mit lokal durchschnittlicher oder unterdurchschnittlicher Füllhöhe.The angular velocity of the chute in areas of the blast furnace with local above-average filling level is particular is set higher than in areas with locally average or below average fill levels.
Diese Maßnahmen erzeugen zuverlässig einen Ausgleich von Unebenheiten in der oberen Grenzfläche des Rohmaterials im Hochofen und vergleichmäßigen zuverlässig den Reduktions- und Einschmelzprozess im Hochofen.These measures reliably compensate for unevenness in the upper boundary of the raw material in the blast furnace and reliably equalize the reduction and smelting process in the blast furnace.
Die Aufgabe wird für das Regelungssystem für eine Begichtungsanlage eines Hochofens gelöst, wobei die Begichtungsanlage ein Schurrensystem mit einer um eine senkrechte Achse rotierend angetriebenen Schurre zum ringförmigen Auftrag von weiterem Rohmaterial auf im Hochofen bereits vorhandenes Rohmaterial umfasst, wobei das Schurrensystem weiterhin eine Rohmaterial-Durchflussklappe mit verstellbarer Klappenposition umfasst, wobei mindestens eine Einheit zur Ermittlung einer lokal vorliegenden Füllhöhe des Rohmaterials im Hochofen vorhanden ist, indem das Regelungssystem eingerichtet ist, eine Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Schurre in Abhängigkeit von der ermittelten lokal vorliegenden Füllhöhe des Rohmaterials im Hochofens zu verändern.The object is achieved for the control system for a Belichtungsanlage a blast furnace, wherein the Beschichtungsanlage comprises a chute system with a rotatably driven about a vertical axis chute for annular application of additional raw material on existing in the blast furnace raw material, the chute system further with a raw material flow flap adjustable flap position, wherein at least one unit for determining a locally present level of filling of the raw material in the blast furnace by the control system is adapted to change an angular velocity of the rotating chute depending on the determined locally present level of the raw material in the blast furnace.
Das erfindungsgemäße Regelungssystem hat den Vorteil, dass keine Spezialchargen erforderlich sind und auch keine Unterbrechung des normalen Chargierbetriebs erfolgen muss. Die Produktivität der Hochofenanlage bleibt durchgehend erhalten.The control system according to the invention has the advantage that no special batches are required and no interruption of the normal charging operation must take place. The productivity of the blast furnace plant is maintained throughout.
Das Regelungssystem ist bevorzugt weiterhin eingerichtet, einen Neigungswinkel der Schurre in Abhängigkeit von der ermittelten lokal vorliegenden Füllhöhe des Rohmaterials im Hochofen zu verändern.The control system is preferably further configured to change a slope angle of the chute in dependence on the determined locally present filling level of the raw material in the blast furnace.
Wird durch die Einheit zur Ermittlung einer lokal vorliegenden Füllhöhe des Rohmaterials im Hochofen erkannt, dass eine Einbuchtung in der oberen Grenzfläche des Rohmaterials vorliegt, können die Regeleingriffe zur Bereitstellung der benötigten Winkelgeschwindigkeit pro Kreissegment und/oder des benötigten Neigungswinkels innerhalb eines Kreissegments manuell durch das Bedienpersonal oder automatisch erfolgen.If it is detected by the unit for determining a locally present filling level of the raw material in the blast furnace that there is a recess in the upper boundary surface of the raw material, the regulating interventions can be used to provide the required angular velocity per circular segment and / or required tilt angle within a circle segment manually by the operator or automatically.
Eine Begichtungsanlage für einen Hochofen ist besonders bevorzugt, umfassend ein Schurrensystem mit einer um eine senkrechte Achse rotierend angetriebenen Schurre zum ringförmigen Auftrag von weiterem Rohmaterial auf im Hochofen bereits vorhandenes Rohmaterial, wobei das Schurrensystem weiterhin eine Rohmaterial-Durchflussklappe mit verstellbarer Klappenposition umfasst, und wobei mindestens eine Einheit zur Ermittlung der lokal vorliegenden Füllhöhe des Rohmaterials im Hochofen vorhanden ist, mit weiterhin einem erfindungsgemäßen Regelungssystem.An aerator for a blast furnace is particularly preferred comprising a chute system having a chute rotatably driven about a vertical axis for annularly charging further raw material to raw material already present in the blast furnace, the chute system further comprising a raw material flow flap with adjustable flap position, and wherein at least a unit for determining the locally present filling level of the raw material is present in the blast furnace, with furthermore a control system according to the invention.
Ein Hochofen mit einer derartigen Begichtungsanlage hat sich als vorteilhaft erwiesen.A blast furnace with such a treatment plant has proved to be advantageous.
Die
- FIG 1
- eine schematische Darstellung einer Hochofenanlage;
- FIG 2
- eine schematische Draufsicht auf die obere Grenzfläche des Rohmaterials in einem Hochofen;
- FIG 3
- ein Diagramm betreffend
FIG 1 mit den eingestellten Winkelgeschwindigkeiten der Schurre bei unterschiedlichen Neigungswinkeln der Schurre; - FIG 4
- ein erstes mögliches Fahrprogramm für eine Schurre;
- FIG 5
- ein zweites mögliches Fahrprogramm für eine Schurre;
- FIG 6
- ein drittes mögliches Fahrprogramm für eine Schurre;
- FIG 7
- ein viertes mögliches Fahrprogramm für eine Schurre;
- FIG 8
- ein fünftes mögliches Fahrprogramm für eine Schurre; und
- FIG 9
- eine schematische Darstellung eines Regelungssystems.
- FIG. 1
- a schematic representation of a blast furnace system;
- FIG. 2
- a schematic plan view of the upper boundary surface of the raw material in a blast furnace;
- FIG. 3
- a diagram regarding
FIG. 1 with the set angular speeds of the chute at different angles of inclination of the chute; - FIG. 4
- a first possible driving program for a chute;
- FIG. 5
- a second possible driving program for a chute;
- FIG. 6
- a third possible driving program for a chute;
- FIG. 7
- a fourth possible driving program for a chute;
- FIG. 8
- a fifth possible driving program for a chute; and
- FIG. 9
- a schematic representation of a control system.
Um die Einbuchtung 10 mit der nächten Rohmaterialcharge 9a (vergleiche
Dies führt zu einem Ausgleich der Einbuchtung 10 und zur Ausbildung einer gleichmäßig ebenen oberen Grenzfläche 9'.This leads to a compensation of the
Die
Die in den
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Neigungswinkel (γ) der Schurre (2a) in Abhängigkeit von der lokal vorliegenden Füllhöhe (h) des Rohmaterials (9) im Hochofen (1) verändert wird.Method according to claim 1,
characterized in that further an angle of inclination (γ) of the chute (2a) in dependence on the locally present filling level (h) of the raw material (9) in the blast furnace (1) is changed.
dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelgeschwindigkeit (ω) der Schurre (2a) in Bereichen des Hochofens (1) mit lokal unterdurchschnittlicher Füllhöhe (h) geringer eingestellt wird als in Bereichen mit lokal durchschnittlicher oder überdurchschnittlicher Füllhöhe (h).A method according to claim 1 or claim 2,
characterized in that the angular velocity (ω) of the chute (2a) in areas of the blast furnace (1) with locally below average filling level (h) is set lower than in areas with locally average or above average filling level (h).
dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelgeschwindigkeit (ω) der Schurre (2a) in Bereichen des Hochofens (1) mit lokal überdurchschnittlicher Füllhöhe (h) höher eingestellt wird als in Bereichen mit lokal durchschnittlicher oder unterdurchschnittlicher Füllhöhe (h).Method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the angular velocity (ω) of the chute (2a) is set higher in areas of the blast furnace (1) with locally above-average filling level (h) than in areas with locally average or below average filling level (h).
dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin eingerichtet ist, einen Neigungswinkel (γ) der Schurre (2a) in Abhängigkeit von der ermittelten lokal vorliegenden Füllhöhe (h) des Rohmaterials (9) im Hochofen (1) zu verändern.Control system according to claim 5,
characterized in that it is further adapted to change an inclination angle (γ) of the chute (2a) in dependence on the determined locally present filling level (h) of the raw material (9) in the blast furnace (1).
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- 2014-06-13 EP EP14172352.8A patent/EP2955236A1/en not_active Withdrawn
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