LU84317A1

LU84317A1 - VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUM BETRIEB EINER HOCHOFENANLAGE

Info

Publication number: LU84317A1
Application number: LU84317A
Authority: LU
Inventors: Kurt Hinsken; Karl Rudolf Hegemann; Gerhard Mitter; Gerd Delavos
Original assignee: Bischoff Gasreinigung
Priority date: 1981-08-05
Filing date: 1982-08-04
Publication date: 1983-02-28
Also published as: BE894026A; IT8222681A0; DE3130913A1; IT1195949B; ES514749A0; GB2105019A; NL8203108A; GB2105019B; JPS5867806A; FR2511136A1; ZA825550B; DE3130913C2; ES8305046A1; IT8222681A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäss auf ein Verfahren zum Betrieb einer Hochofenanlage für die Verhüttung von Erzen, insbesondere Eisenerzen, - mitThe invention generally relates to a method for operating a blast furnace system for smelting ores, in particular iron ores, with

Gegendruckhochofen,Back pressure furnace,

Gichtgasreinigungseinrichtung, gegebenenfalls Energierückgewinnungsanlage mit Expansionsturbine, undTop gas cleaning device, possibly energy recovery system with expansion turbine, and

Gegendruckregelanlage, wobei die Gegendruckregel an!age ein Druckregelventi1 für die Regelung des Gichtgasdruckes an der Gicht des Gegendruckhochofens sowie eine Gegendruckregelung mit Istwert-Druckmessvorrichtung, Regler und Stelleinrichtung für das Druckregelventil aufweist und wobei durch Betriebsumschaltungen, z. B. Begichtungsvorgänge, Winderhitzerwechsel, für vorgegebene Störungszeiten Störungen des stationären Betriebes auftreten, welche Veränderungen der Gichtgasmenge bewirken. - Bekanntlich arbeitet man bei der Verhüttung von Erzen aus metallurgischen Gründen in neuerer Zeit mit einem erhöhten Gasdruck im Hochofen und damit mit einem erhöhten Gegendruck an der Gicht. Der erhöhte Druck wirkt sich auf die strömungstechnischen Vorgänge im Hochofen günstig aus. Die Druckerhöhung vergrössert ausserdem die Verweildauer der Gase im Hochofen und nimmt Einfluss auf die thermodynamischen Zusammenhänge sowie auf die Reaktionskinetik. Andererseits kann aus Gründen des Umweltschutzes auf Gichtgasreinigungsmassnahmen nicht verzichtet werden. Aus Gründen der Energieersparnis ist darüber hinaus im allgemeinen zusätzlich eine Energierückgewinnung anzustreben. Sie erfolgt mit Hilfe j von Expansionsturbinen, die auf Generatoren eines elektrischen - 2 -Back pressure control system, the back pressure control on! Age has a pressure control valve for regulating the top gas pressure at the top of the back pressure blast furnace as well as a back pressure control with actual value pressure measuring device, controller and adjusting device for the pressure control valve. B. payment processes, hot water heater changes, for predetermined downtimes, disturbances in stationary operation occur which cause changes in the amount of blast furnace gas. - As is well known, the smelting of ores for metallurgical reasons has recently been carried out with an increased gas pressure in the blast furnace and thus with an increased back pressure on the gout. The increased pressure has a favorable effect on the fluidic processes in the blast furnace. The pressure increase also increases the residence time of the gases in the blast furnace and influences the thermodynamic relationships and the reaction kinetics. On the other hand, for reasons of environmental protection, top gas cleaning measures cannot be dispensed with. In order to save energy, energy recovery is also generally desirable. It is carried out with the help of expansion turbines, which are based on generators of an electrical

Netzes, Kompressoren oder dergleichen arbeiten. Gegendruckbetrieb nach den metallurgischen und physikalischen Erfordern!ssen =· Gichtgasreinigung und gegebenenfalls Energierückgewinnung be deuten komplexe Forderungen, die bisher nicht gemeinsam in ausreichendem Masse optimierbar sind. Befriedigend arbeiten die bekannten Massnahmen nur im stationären Betrieb. Stationärer Betrieb bezeichnet einen Betrieb, in dem alle Betriebsparameter zeitlich als ausreichend konstant angesehen werden können. Tatsächlich ändern sich aber die Betriebsparameter, und zwar insbesondere bei Begichtungsvorgängen und Winderhitzerwechsel, aber auch bei Änderungen der Zusatzbrennstoffraten , Verhüttungsablauf und dergleichen. Der praktische Betrieb verläuft insoweit instationär. Untersuchungen haben ergeben, dass in Abhängigkeit vom Aufbau der Hochofenanlage insgesamt und abhängig von den speziellen Betriebsverhältnissen bei Veränderung der Betriebsparameter in der Gichtgasmenge Schwankungen zwischen 15 und 60 % auftreten kö'nnen.Network, compressors or the like work. Counter-pressure operation according to the metallurgical and physical requirements! S = = blast furnace gas cleaning and possibly energy recovery mean complex requirements that have not yet been sufficiently optimized together. The known measures only work satisfactorily in stationary operation. Stationary operation refers to an operation in which all operating parameters can be regarded as sufficiently constant over time. In fact, however, the operating parameters change, particularly in the case of dispensing processes and hot air heater changes, but also in the event of changes in the additional fuel rates, smelting process and the like. In this respect, practical operation is unsteady. Investigations have shown that depending on the structure of the blast furnace system as a whole and depending on the special operating conditions, changes in the amount of blast furnace gas can change between 15 and 60%.

Im Rahmen der (aus der Praxis) bekannten Massnahmen wird der Gichtgasdruck an der Gicht des Hochofens konstant gehalten.As part of the measures known from practice, the blast furnace gas pressure is kept constant at the blast furnace blast furnace.

Die beschriebenen Stö'rungen werden hingenommen und nicht ausgeregelt. Die Regelung des Gichtgasdruckes und damit des Gegendruckes an der Gicht des Druckhochofens erfolgt durch üblichen Istwert/Sollwert-Vergleich und nach Massgabe der daraus resultierenden Abweichungen erfolgt der Regeleingriff. Zumeist funktionieren dabei Bauteile der Gichtgasreinigungsanlage und/oder der Energierückgewinnungsanlage als Druckregelventi1e wenn dabei auch auf spezielle Probleme der Gichtgasreinigung bzw. der Energierückgewinnung zusätzlich Rücksicht genommen wird. / / - 3 -The disturbances described are accepted and not corrected. The regulation of the blast furnace gas pressure and thus of the back pressure at the top of the pressure blast furnace is carried out by means of the usual actual value / setpoint comparison and the control intervention takes place in accordance with the resulting deviations. Components of the blast furnace gas cleaning system and / or the energy recovery system usually function as pressure regulating valves if special problems of blast furnace gas cleaning or energy recovery are also taken into account. / / - 3 -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem die beschriebenen Störungen des stationären Betriebes durch rege!technisehe Massnahmen weitgehend kompensiert sind, so dass sowohl Gichtgasreinigung als auch Energierückgewinnung ohne erhebliche Funktionsbeeinträchtigung durch solche Störungen arbeiten, - aber auch der metallurgische Prozess günstig beeinflusst wird.The invention has for its object to provide a method in which the described disturbances of stationary operation are largely compensated by active technical measures, so that both blast furnace gas cleaning and energy recovery work without significant functional impairment due to such disturbances, but also the metallurgical process is favorable being affected.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, dass den Be-triebsumschaltungen Steuersignale zugeordnet werden, die der Gegendruckregelung zugeführt werden, und dass durch die Gegendruckregelung nach Massgabe der Steuersignale die Veränderungen der Gichtgasmenge während der Störungszeiten kompensiert werden. Die Erfindung nutzt die Tatsache, dass die beschriebenen Störungen, insbesondere die Begichtungsvorgänge sowie der Winderhitzerwechsel, durch entsprechende aktive Schaltungsmassnahmen eingeleitet werden. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass von diesen Schaltungsmassnahmen ohne weiteres Signale abgeleitet werden können, die als Steuersignale zum Zwecke der Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe einsetzbar sind. Das erfindungsgemässe Verfahren nimmt diese Signale, um der vorhandenen Gegendruckregelung noch vor der durch die Störungen hervorgerufenen Druckabweichung eine zusätzliche Grösse aufzuschalten. Diese Grösse bewirkt innerhalb vorgegebener Druckregel abweichungsgrenzwerte bei einem Anstieg der Gasmenge ein Ansteigen des Gegendruckes bei einem Mengenabfall eine Senkung des Gegendruckers. Diese Grösse ist so zu wählen, dass durch Korn primieren bzw. Entspannen der Gichtgasmenge eine Vergleichmässi-gung des Gichtgasdurchflusses erreicht wird. Eine Vergleich-mässigung ist ausserdem erreichbar durch den Einsatz eines Gicht gasdurchflussreglers. Der Einsatz dieses Durchflussreglers i/t - 4 - durch die vorgegebenen Regelabweichungsgrenzwerte der Gegendruckregelung bestimmt. Ausgehend von dieser Grundkonzeption * lehrt die Erfindung im einzelnen zunächst, dass bei einemTo achieve this object, the invention teaches that control signals are assigned to the operating switches, which are fed to the back pressure control, and that the changes in the amount of blast furnace gas during the fault times are compensated for by the back pressure control in accordance with the control signals. The invention makes use of the fact that the disruptions described, in particular the charging processes and the change of the blast heater, are initiated by corresponding active circuit measures. The invention is based on the knowledge that signals can easily be derived from these circuit measures, which signals can be used as control signals for the purpose of achieving the object according to the invention. The method according to the invention takes these signals in order to add an additional quantity to the existing back pressure control before the pressure deviation caused by the disturbances. Within the specified pressure control deviation limits, this quantity causes an increase in the gas quantity, an increase in the back pressure and a decrease in the quantity, a decrease in the counter pressure. This size should be selected so that by priming the grain or by relaxing the amount of blast furnace gas, the blast gas flow is evened out. A comparison can also be achieved by using a gout gas flow controller. The use of this flow controller i / t - 4 - is determined by the specified control deviation limit values of the back pressure control. Based on this basic concept *, the invention first teaches in detail that in one

Anstieg der Gichtgasmenge der Sollwert für den Gegendruck erhöht, bei einem Abfall der Gichtgasmenge der Sollwert für den Gegendruck erniedrigt sowie durch Komprimieren bzw. Entspannen des Gichtgases im Druckhochofen der Gichtgasdurchfluss vergleichmässigt wird. Eine zusätzliche Mengenregelung erreicht man dadurch, dass der Gegendruckregelung die Änderungen der Gichtgasmenge in der Zeiteinheit, d. h. die Grösse dF/dt, zum Ausregeln der Störungen aufgeschaltet wird.The setpoint for the back pressure increases, the setpoint for the back pressure decreases if the amount of top gas drops, and the top gas flow is evened out by compressing or relaxing the top gas in the pressure furnace. An additional quantity control is achieved in that the counter pressure control changes the amount of blast furnace gas in the time unit, i. H. the size dF / dt is switched on to correct the disturbances.

Erfolgt die Störung durch einen Begichtungsvorgang, so wird man die Steuersignale mit einem vorgegebenen zeitlichen Abstand vor Beginn des Begichtungsvorganges der Gegendruckregelung zuführen und dadurch den Sollwert für die Gegendruckregel an!age anheben. Erfolgt die Störung durch einen Winderhitzerwechsel, so kann lediglich die Veränderung der Gichtgasmenge in der Zeiteinheit, d. h. die Grösse dF/dt, zum Ausregeln der Störungen aufgeschaltet werden.If the disturbance occurs due to a balancing process, the control signals will be fed to the back pressure control with a predetermined time interval before the start of the balancing process, thereby raising the setpoint for the back pressure control! If the fault occurs due to a hot air heater change, only the change in the amount of blast furnace gas in the time unit, i.e. H. the size dF / dt, to correct the disturbances.

, Im folgenden werden die Erfindung sowie die erreichten Vorteile anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen:In the following, the invention and the advantages achieved will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one embodiment. Show it:

Fig. 1 das Schema einer Hochofenanlage, die vor das erfindungs-gemässe Verfahren eingerichtet ist,1 is a diagram of a blast furnace system, which is set up before the inventive method,

Fig. 2 eine graphische Darstellung, die das erfindungsgemässe Verfahren bei einem Begichtungsvorgang als Störung er-/ läutert, - 5 -2 is a graphical representation which explains / explains the method according to the invention as a disturbance during an exposure process,

Fig. 3 eine graphische Darstellung, die das erfindungsgemässe Verfahren bei einem Winderhitzerwechsel als Störung erläutert.Fig. 3 is a graphical representation which explains the method according to the invention when changing the heater as a malfunction.

Die in Fig. 1 dargestellte Hochofenanlage arbeitet mit einem Gegendruckhochofen 1. Sie besitzt eine Gichtgasreinigungseinrichtung 2 und eine Energierückgewinnungsanlage 3 mit Expansionsturbine 4. Zur Hochofenanlage gehört eine Gegendruckregel-anlage 5. Die Gegendruckregel an!age 5 weist éin Druckregel-ventil 6 für die Regelung des Gichtgasdruckes an der Gicht 7 des Gegendruckhochofens 1 sowie eine Gegendruckregelung mit Istwert-Druckmessvorrichtung 8, Regler 9 und Stelleinrichtung 10 für das Druckregelventil 6 auf. - Durch Betriebsumschaltungen, z. B. Begichtungsvorgänge, Winderhitzerwechsel und dergleichen, treten für vorgegebene Störungszeiten Störungen des stationären Betriebes auf. Diese bewirken Veränderungen der Gichtgasmenge. Mit diesen Störungen beschäftigt sich die Erfindung, die weiter unten ausführlicher erläutert wird.The blast furnace system shown in Fig. 1 works with a back pressure blast furnace 1. It has a top gas cleaning device 2 and an energy recovery system 3 with expansion turbine 4. A back pressure control system belongs to the blast furnace system 5. The back pressure control! Age 5 has a pressure control valve 6 for the control of the top gas pressure at the top 7 of the counterpressure blast furnace 1 and a back pressure control with actual value pressure measuring device 8, controller 9 and actuating device 10 for the pressure control valve 6. - By switching operations, e.g. B. payment processes, hot water heater changes and the like, occur for predetermined malfunctions in stationary operation. These cause changes in the amount of blast furnace gas. The invention is concerned with these disorders and is explained in more detail below.

Die Gichtgasreinigungseinrichtung 2 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Trockenentstauber 11 und einem Waschturm 12 mit Ringspaltwascher 13. Die Energierückgewinnungsanlege 3 weist eine Expansionsturbine 4 auf, die auf einen Generator 14 arbeitet. Der Expansionsturbine 4 sind eine Einströmleitung 15, eine AbstrÖmleitung 16 und die üblichen, für die Steuerung der Expansionsturbine 4 erforderlichen Bypassleitungen 17 zugeordy^ net. ^ - 6 -In the exemplary embodiment, the blast furnace gas cleaning device 2 consists of a dry dust extractor 11 and a washing tower 12 with an annular gap washer 13. The energy recovery unit 3 has an expansion turbine 4 which works on a generator 14. An expansion line 15, an outflow line 16 and the usual bypass lines 17 required for controlling the expansion turbine 4 are assigned to the expansion turbine 4. ^ - 6 -

Die Gegendruckregel an!âge 5 ist zunächst mit einem dick ausgezogenen Regelkreis 18 versehen. Diesem Regelkreis 18 gehört der Ringspaltwascher 13 als Druckregelventi1 6 für die Regelung des Gasdruckes an der Gicht 7 des Gegendruckhochofens 1 an. Die Istwert-Druckmessvorrichtung 8 befindet sich in und an der Gicht- gasleitung 19 in der Nähe der Gicht 7. Der Sollwert wird dem Regler 9 bei 20 aufgegeben und der Stellmotor 21 verstellt den Einbaukörper 22 des Ringspaltwaschers 13. Zusätzlich kann über einen mit Schlangenlinien angedeuteten Regelkreis 23 der Differenzdruck geregelt werden, mit dem der Ringspaltwascher 13 als Differenzdruckwascher arbeitet. Mit gestrichelten Linien bzw. strichpunktierten Linien wurden Regelkreise 24, 25 angedeutet, die erkennen lassen, dass die Druckregelung an der Gicht 7 des Gegendruckhochofens 1 auch über die Expansionsturbine 4 bzw. andere Aggregate der Energierückgewinnungsanlage 3 erfolgen kann. Insoweit handelt es sich um bekannte Massnahmen.The back pressure control on! Âge 5 is initially provided with a thickly drawn control circuit 18. This control circuit 18 includes the annular gap washer 13 as a pressure control valve 6 for regulating the gas pressure at the gout 7 of the counterpressure furnace 1. The actual value pressure measuring device 8 is located in and on the top gas line 19 in the vicinity of the top 7. The setpoint is given to the controller 9 at 20 and the servomotor 21 adjusts the installation body 22 of the annular gap washer 13. In addition, one can indicate with serpentine lines The control loop 23 regulates the differential pressure with which the annular gap washer 13 operates as a differential pressure washer. With dashed lines or dash-dotted lines, control circuits 24, 25 were indicated, which indicate that the pressure control on the gout 7 of the back pressure furnace 1 can also be carried out via the expansion turbine 4 or other units of the energy recovery system 3. To this extent, these are known measures.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sind zusätzliche Aggregate 26, 27 vorgesehen. Das ist zunächst ein Aggregat 26, mit dem bei einem Anstieg der Gichtgasmenge der Sollwert für den Gegendruck erhöht, bei einem Abfall der Gichtgasmenge der Sollwert für den Gegendruck erniedrigt sowie durch Komprimieren bzw. Entspannen des Gichtgases im Gegendruckhochofen 1 der Gichtgasdurchdruck vergleichmässigt werden. Das Aggregat 26 bewirkt über eine Leitung 28 eine entsprechende Störgrössenauf-schaltung. Dem Aggregat 26 werden über eine Leitung 29 Steuersignale zugeführt, die ihrerseits den Betriebsumschaltungen zugeordnet sind. Das Aggregat 26 bewirkt, dass durch die Gegendruckregelung nach Massgabe der Steuersignale die Veränderungen der Gichtgasmenge während der Störungszeiten möglichst voll- j ständig kompensiert werden. Ausserdem ist das Aggregat 27 vor'· [y - 7 - gesehen. Es bewirkt über die Leitungen 30, 31, 32, dass der Gegendruckregelung die Änderungen der Gichtgasmenge in der Zeiteinheit, d. h. die Grösse dF/dt, zum Ausregeln der Störungen aufgeschaltet werden. Diese Grösse wird mit dem Durchflussmesser 33 gemessen.Additional units 26, 27 are provided for carrying out the method according to the invention. This is initially a unit 26 with which the setpoint for the counterpressure increases when the amount of blast furnace gas rises, the setpoint for the backpressure decreases when the amount of blast furnace gas falls, and the blast furnace gas pressure is evened out by compressing or relaxing the blast furnace gas in the back-pressure blast furnace 1. The unit 26 effects a corresponding feedforward control via a line 28. Control signals are supplied to the unit 26 via a line 29, which in turn are assigned to the operating switches. The unit 26 has the effect that the changes in the amount of blast furnace gas during the malfunction times are compensated for as completely as possible by the back pressure control in accordance with the control signals. In addition, the assembly 27 is seen before '· [y - 7 -. It causes via lines 30, 31, 32 that the back pressure control changes the amount of blast furnace gas in the time unit, i. H. the size dF / dt, to correct the disturbances. This quantity is measured with the flow meter 33.

Das Schema der Fig. 2 erläutert die Verhältnisse für Störungen, die durch einen Begichtungsvorgang ausgelöst sind. Im Schema der Fig. 2 sind auf der Abszisse die Zeit t auf der Ordinate die Gichtgasmenge V bzw. der Druck p aufgetragen. Der Doppelpfeil Δ t gibt den Begichtungszeitraum an. Es versteht sich, dass während der Begichtung sich die Kaltwindmenge nicht ändert, weil die Windgebläse Weiterarbeiten.The diagram in FIG. 2 explains the conditions for disturbances which are triggered by a charging process. In the diagram of FIG. 2, the time t is plotted on the abscissa and the amount of blast furnace gas V or the pressure p on the ordinate. The double arrow Δ t indicates the payment period. It goes without saying that the amount of cold wind does not change during the payment because the wind blowers continue to work.

\\

Das Schema der Fig. 3 erläutert die Verhältnisse für Störungen, die durch einen Winderhitzerwechsel ausgelöst sind. Hier ändert sich die Kaltwindmenge, da die Cowper aufgefüllt werden, - wenn auch die Windgebläse konstant weiterlaufen. Auf der Abszisse ist hier wiederum die Zeit t aufgetragen, auf der Ordinate findet man wiederum die Gichtgasmenge V bzw. den Druck p. Die Zeit für das Auffüllen der Winderhitzer ist durch den Doppelpfeil Δt dargestellt worden.The diagram in FIG. 3 explains the conditions for faults which are triggered by a change of the heater. Here the amount of cold wind changes as the cowper are filled up - even if the wind blowers continue to run. Time t is again plotted on the abscissa, and the amount of blast furnace gas V or pressure p is again found on the ordinate. The time for filling the hot water heater is shown by the double arrow Δt.

Bei der Begichtung tritt durch die Erhöhung der Schüttgutsäule und durch die Verdichtung der Schüttung beim Auftreffen der Möllerung eine Erhöhung des Widerstandes auf. Die Windversorgung bleibt weitgehend konstant, da die Windgebläse auf Durchs satzmenge konstant geregelt werden. ^ - 8 -During the loading, an increase in the resistance occurs due to the increase in the bulk material column and the compression of the fill when the filling hits it. The wind supply remains largely constant, since the wind blowers are constantly regulated for throughput. ^ - 8 -

Bei der zur Zeit üblichen Hochofenregelung (Konstanthalten des Druckes an der Ofengicht) ergibt sich bei jedem Begichtungs-* Vorgang ein rapider Abfall der Gasmenge.With the blast furnace control currently in use (keeping the pressure at the furnace top constant), there is a rapid drop in the amount of gas with each charging process.

*' . Bei der erfindungsgemässen Regelung (schematische Darstellung gemäss Fig. 2) wird der Sollwert für den Gegendruck kurz vor dem Einleiten des Begichtungsvorganges um einen bestimmten Betrag erhöht (Bereich Bl), so dass sich bereits vor der Begichtung ein bestimmtes Speicherpotential gebildet hat.* '. In the control according to the invention (schematic representation according to FIG. 2), the setpoint for the counterpressure is increased by a certain amount shortly before the initiation of the charging process (area B1), so that a certain storage potential has already formed before the charging.

In dem Moment, wenn die Begichtung beginnt, wird als Regelsignal die Änderung der Gichtgasmenge pro Zeiteinheit (das Differential dF/dt) aufgeschaltet.At the moment when the payment begins, the change in the amount of blast furnace gas per unit time (the differential dF / dt) is applied as a control signal.

Der Erfolg ist, dass zusätzlich zu der Gasmengenvergleichmässi-gung infolge der vorherigen Pfufferspeicherung der bei der zur Zeit üblichen Regelung zu erwartende Gasmengeneinbruch weiter verringert wird. Zum Vergleich sind diese sonst üblichen Gasmengeneinbrüche und Druckabfälle in den Fig. 2 und 3 durch gestrichelte Linien verdeutlicht.The success is that, in addition to the gas quantity comparison due to the previous buffer storage, the gas quantity drop to be expected with the currently customary regulation is further reduced. For comparison, these otherwise usual gas volume drops and pressure drops are illustrated in FIGS. 2 and 3 by dashed lines.

Bei Winderhitzerwechsel erfolgt ein Abfall der Windmenge. Die Rückwirkungen auf den Ofenbetrieb beim Ilmschalten der Winderhitzer sind wesentlich geringer als die beim Begichten. Zum Ausregeln der Störungen wird deshalb nur das Signal der Änderung der Gichtgasmenge pro Zeiteinheit (das Differential dF/ dt) benutzt. Der Vorteil gegenüber der zur Zeit üblichen Druckregelung ist die grössere Empfindlichkeit und das frühere Erkennen der Störungen, so dass sich eine Verminderung der Gasy einbruchsspitzen ergibt (s. Fig. 3). /¾When changing the heater, the amount of wind drops. The repercussions on the furnace operation when switching on the hot water heater are significantly less than those during purging. Therefore, only the signal of the change in the amount of blast furnace gas per unit of time (the differential dF / dt) is used to correct the faults. The advantage over the current pressure regulation is the greater sensitivity and the earlier detection of the disturbances, so that there is a reduction in the gas break-in peaks (see FIG. 3). / ¾

VV

/ · - 9 - \/ · - 9 - \

Im Ergebnis erreicht man erhebliche Vorteile. Für die Reinigung 3 des Gichtgases auf 5 mg/Nm ist bei absolut konstanter Gichtgasmenge ein Differenzdruck von Δ p 2000 mm WS erforderlich.The result is considerable advantages. For the cleaning 3 of the blast furnace gas to 5 mg / Nm with an absolutely constant blast furnace gas quantity, a differential pressure of Δ p 2000 mm WS is required.

Bei den stark schwankenden Bedingungen, die sich mit der zur Zeit üblichen Hochofenregelung ergeben, treten an den Differenzdruckwaschern 13 Sollwertabweichungen von 300 mm WS auf, da die als schnell bekannten Ringspaltwascher 13 nicht ausreichen, um die Störungen spontan ausregeln zu können. Um jedoch mit Sicher- 3 heit den Garantiewert von 5 mg/Nm immer zu erreichen, ist ein Differenzdrucksollwert von 2.300 mm WS erforderlich.Given the strongly fluctuating conditions which result from the blast furnace control currently in use, 13 setpoint deviations of 300 mm WS occur on the differential pressure washers, since the annular gap washers 13, which are known as fast, are not sufficient to be able to spontaneously correct the faults. However, in order to always achieve the guaranteed value of 3 mg / Nm with certainty, a differential pressure setpoint of 2,300 mm WS is required.

Bei der erfindungsgemässen Gegendruckregelung werden die Gasmengenschwankungen jedoch soweit geglättet, dass ein Differenzdrucksollwert von 2.100 mm WS ausreicht.With the back pressure control according to the invention, however, the gas quantity fluctuations are smoothed to such an extent that a differential pressure setpoint of 2,100 mm WS is sufficient.

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Dieser Umstand führt dazu, dass beim Betrieb von Expansionsturbinen 4 zur Entspannung der Hochofengichtgase der Expansionsturbine 4 ein Gas zur Verfügung gestellt werden kann, das einen um 200 mm WS höheren Eintrittsdruck aufweist. Die damit zu erzielende Leistungssteigerung beträgt ca. 1 %.This fact means that when expansion turbines 4 are operated to expand the blast furnace gases of the expansion turbine 4, a gas can be made available which has an inlet pressure 200 mm higher. The increase in performance to be achieved in this way is approximately 1%.

Abgesehen davon führt das erfindungsgemässe Verfahren zu einer Leistungssteigerung der Expansionsturbine 4. Die Durchfluss- iApart from this, the method according to the invention leads to an increase in performance of the expansion turbine 4

Charakteristik einer Expansionsturbine 4 verhält sich äquivalent der einer Rohrleitung, d. h. bei konstanter Eintrittstemperatur und konstantem Gegendruck/Austrittsdruck ist einem bestimmten Eintrittsdruck eine und nur eine Durchflussmenge zugeordnet./ - 10 -Characteristic of an expansion turbine 4 behaves equivalent to that of a pipeline, i. H. at constant inlet temperature and constant back pressure / outlet pressure, one and only one flow rate is assigned to a certain inlet pressure. / - 10 -

Wird die angebotene Gasmenge grösser als die Auslegemenge, so muss die Uberschussgasmenge über einen Bypass 17 an der Expansionsturbine 4 vorbeigeleitet werden, ist also für die Energieerzeugung verloren.If the quantity of gas offered is greater than the delivery quantity, the excess gas quantity must be bypassed the expansion turbine 4 via a bypass 17, and is therefore lost for the generation of energy.

Ist die angebotene Gasmenge kleiner als die Auslegemenge, so muss durch geeignete Massnahmen eine Anpassung an die Charakteristik der Expansionsturbine 4 vorgenommen werden.If the quantity of gas offered is smaller than the delivery quantity, suitable measures must be used to adapt it to the characteristics of the expansion turbine 4.

Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: a) Der Eintrittsdruck vor der Maschine wird soweit gedrosselt, bis Eintrittsdruck und Gasmenge gemäss der Turbinencharakteristik zusammenpassen (Drosselregelung).There are two options for this: a) The inlet pressure in front of the machine is throttled until the inlet pressure and gas quantity match according to the turbine characteristics (throttle control).

b) Die Durchströmquerschnitte der Expansionsturbine 4 werden solange verkeinert, bis auch hier Eintrittsdruck und Gasmenge zusammenpassen (Leitschaufelrege!ung , Düsengruppenregelung ).b) The flow cross-sections of the expansion turbine 4 are reduced until the inlet pressure and the amount of gas match (guide vane control, nozzle group control).

Beide Massnahmen, sowohl das ungenutzte Abblasen einer Teilgasmenge bei zu grossem Gasangebot als auch die Regelung bei zu kleinem Gasangebot sind mit Verlusten behaftet.Both measures, both the unused blowing off of a partial gas quantity when the gas supply is too large and the regulation when the gas supply is too small are subject to losses.

Bei einer Expansionsturbine 4 mit einer Auslegungsleistung von 3 ca. 9 MW (Auslegungsgasmenge 360.000 Nm /h, Auslegungsdrücke: Eintritt 3,0 bar, Austritt: 1,1 bar) ergibt sich bei erfindungs-gemässer Regelung eine Erhöhung der durchschnittlichen Leistungsausbeute von 2,8 % bei Leitschaufelrege!ung und von 4,5 % bei y Drosselregelung gegenüber der zur Zeit üblichen Druckregelung.In the case of an expansion turbine 4 with a design output of 3, approximately 9 MW (design gas quantity 360,000 Nm / h, design pressures: inlet 3.0 bar, outlet: 1.1 bar), the control according to the invention results in an increase in the average output yield of 2, 8% with guide vane control and 4.5% with y throttle control compared to the pressure control currently used.

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Endlich erreicht man eine Verbesserung der Verhältnisse im Gegendruckhochofen 1. Die Vergleichmässigung der Gasmengenschwankungen führt zu einer gleichmässigen Durchgasung der Möllersäule mit dem Ergebnis, dass das Schachtgas besser als bisher für die Reduktion ausgenutzt wird und damit ein Teil des Reduktionskokses eingespart wird. Die Verringerung der / Koksmenge beträgt ca. 0,5 %. flf !Finally, the conditions in the back-pressure blast furnace 1 can be improved. The equalization of the fluctuations in the gas volume leads to an even gas flow through the column of furniture, with the result that the shaft gas is used better than before for the reduction and thus a part of the reduction coke is saved. The reduction in the / amount of coke is approx. 0.5%. flf!

Claims

1.Procedure for operating a blast furnace system for smelting ores, in particular iron ores, with a back pressure blast furnace, top gas cleaning device, possibly energy recovery system with expansion turbine, and back pressure control system, the back pressure control system being a pressure control valve for regulating the top gas pressure at the top of the back pressure blast furnace and a back pressure control with actual value -Pressure measuring device, controller and actuating device for the pressure control valve and wherein by operating switches, for. B. Payment processes, hot-water heater changes, for predetermined downtimes, disturbances in stationary operation occur, which cause changes in the amount of blast furnace gas, characterized in that the operating switches are assigned control signals that are fed to the back pressure control, and that the changes in the back pressure control according to the control signals The amount of blast furnace gas can be compensated for during the malfunction times.

2. The method according to claim 1, characterized in that when the amount of blast furnace gas increases, the setpoint for the counterpressure increases, when the amount of blast furnace gas decreases, the setpoint for the backpressure decreases, and by compressing or relaxing the blast furnace gas in the blast furnace, the blast furnace gas flow / is evened out. * - 13 -

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the back pressure control the change in the amount of blast furnace gas in the time unit, d. H. the size dF / dt, for · correcting the disturbances.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the disturbances are triggered by a charging process, characterized in that the control signals are supplied to the back pressure control at a predetermined time interval before the start of the charging process, and the set value is increased for the back pressure control! Age becomes.

4. The method according to any one of claims 1 or 2, in which the disturbances are triggered by a hot water heater change, characterized in that only the change in the amount of blast furnace gas in the time unit, ie. H. the size dF / dt is switched on to correct the disturbances. Designs: - & - planches pages dont - .. Λ ........ page de garde '....... pages de description; ........ pages de revendications' __δ_abrégé descriptif Luxembourg, le -4 m i3B2 ’Le mandataire: / y! Charles Munich! j i l * r i \