DE1012944B - Procedure for regulating the wind temperature of the hot blast furnace - Google Patents

Description

Verfahren zur Regelung der Windtemperatur des Heißwindschachtofens Es ist bereits ein Winderhitzer für einen Kupolofen vorbekannt, bei dem eine Teilmenge des Lichtgases von der gesamten Menge abgezweigt, mit Luft verbrannt und auf diese Weise für die Winderhitzung ausgenutzt wird. Es ist dies im wesentlichen dasselbe Verfahren, wie es beim Hochofen allgemein bekannt ist.Procedure for regulating the wind temperature of the hot blast furnace A blast heater for a cupola furnace is already known in which a partial amount of the light gas branched off from the entire crowd, burned with air and on this Way is used for the heating of the wind. It is essentially the same Process as it is generally known in the blast furnace.

Außerdem ist es bekannt, die Wärme einer Verbrennungsturbine auszunutzen, indem die hohe Wärme der Turbinenabgase zur Vorwärmung des Windes eines Schachtofens verwendet wird.It is also known to use the heat of a combustion turbine, by using the high heat of the turbine exhaust to preheat the wind of a shaft furnace is used.

Des weiteren ist es schon vorgeschlagen, mehrere Wärmeaustauscher parallel oder hintereinander zu schalten.Furthermore, several heat exchangers have already been proposed to be connected in parallel or in series.

Schließlich ist es nicht mehr neu, bei einem Blockerhitzungsofen die Temperatur eines Gasstromes durch Zusammenführen verschieden heißer Gasströme zu regeln und so eine bestimmte Temperatur eines Gasstromes zu erreichen.After all, it is no longer new in the case of a block heating furnace Temperature of a gas stream by merging gas streams of different temperatures regulate and thus achieve a certain temperature of a gas flow.

Gegenüber diesen vorbekannten Verfahren handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um die Lösung des Problems, die Regelung der Windtemperatur eines Heißwindschachtofens in der Weise zu erreichen, daß die fühlbare und die Verbrennungswärme der Lichtgase zur Winderhitzung verwendet werden, indem nach Ausnutzung der fühlbaren Wärme des gesamten Gichtgasstromes teils in Wärmeausstauschern, teils bei der Verbrennung die Windtemperatur durch Verbrennung geregelter Teilmengen des Gichtgasstroines regelbar gesteigert wird. Gegenüber allen VorveröfFentlichungen ergibt sich das Wesen der vorliegenden Erfindung nebst den mit dieser erzielbaren Vorteilen aus den folgenden Ausführungen.Compared to these previously known methods, this is the case at hand Invention to solve the problem, the regulation of the wind temperature of a hot blast furnace in such a way that the sensible and the combustion heat of the light gases can be used to heat the wind by using the sensible warmth of the entire furnace gas flow partly in heat exchangers, partly during combustion the wind temperature by burning regulated subsets of the gout gas routine is controllably increased. Compared to all previous publications, this is the case Essence of the present invention along with the advantages that can be achieved with it the following statements.

Bei Schachtöfen, z. B. solchen, die. zur Verhüttung von Eisenerzen dienen, kommen Betriebszustände vor, die durch eine hohe Gichtgastemperatur gekennzeichnet sind. Dies gilt insbesondere für Niederschachtöfen, die mit Koks gröberer Körnungen betrieben werden, um z. B. Unterfeuerungsgas für Kokereien zu gewinnen. Es ist für die Ökonomie des Schachtofenprozesses eine wichtige Aufgabe, die Gichtgaswärme möglichst weitgehend nutzbar zu machen.In shaft furnaces, e.g. B. those that. for the smelting of iron ores are used, operating states occur that are characterized by a high furnace gas temperature are. This applies in particular to low-shaft furnaces that use coarse-grained coke operated to z. B. to win underfiring gas for coking plants. It is for the economy of the shaft furnace process an important task, the furnace gas heat as possible to make largely usable.

Der nächstliegende Weg für die Verwertung der Gichtgaswärme ist der, daß mit ihrer Hilfe die Verbrennungsluft für den Schachtofen vorgewärmt wird. Wenn aber in einem Wärmeaustauscher die Verbrennungsluft von dem Lichtgas vorgewärmt wird, ergibt sich ein sehr unvollkommener Schachtofenprozeß, weil auf diese Weise. die unvermeidbaren Schwankungen in Gichtgasmenge und -temperatur sich in Form der abgegebenen Wärmemenge auf die Verbrennungsluft übertragen, so daß. die in dem Wärmeaustauscher erzielte Spitzentemperatur der Verbrennungsluft erheblichen Schwankungen unterliegt. Für einen hochwertigen Schachtofenprozeß ist es aber erforderlich, eine bestimmte Windtemperatur möglichst genau einhalten und entsprechend den Bedürfnissen des Ofens einstellen zu können.The closest way to utilize the furnace gas heat is that with their help the combustion air for the shaft furnace is preheated. if but the combustion air is preheated by the light gas in a heat exchanger becomes, a very imperfect shaft furnace process results because in this way. the unavoidable fluctuations in the amount and temperature of the furnace gas are in the form of the transferred amount of heat to the combustion air, so that. those in the heat exchanger The peak temperature of the combustion air achieved is subject to considerable fluctuations. For a high-quality shaft furnace process, however, it is necessary to have a certain Maintain the wind temperature as precisely as possible and according to the needs of the stove to be able to adjust.

Auch bei Hochofenanlagen, deren Winderhitzung durch Cowper erfolgt, liegt das Problem vor, die periodischen Schwankungen in der Wärmeabgabe der regenerativen Winderhitzer so auszugleichen, daß dem Hochofen ein Windstrom von möglichst gleichmäßiger Temperatur zugeführt wird. In bekannter Weise wird hier das Problem dadurch gelöst, daß im Cowper eine Windtemperatur eingestellt wird, die ständig über der vom Hochofen gewünschten Windtemperatur liegt, und daß die Cowper-Windtemperatur durch Beimischung wechselnder, automatisch gesteuerter Kaltwindmengen auf die Windtemperatur des Hochofens herabgesetzt wird. Dieser Weg ist bei der rekuperativen Winderhitzung durch das Lichtgas nicht möglich, weil die Gichtgastemperatur normalerweise zu niedrig liegt, als daß eine weitere Herabsetzung der erzielbaren Windtemperatur durch Kaltwindbeimischung tragbar wäre. Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Wege anzugeben, nach denen es möglich ist, die Gichtgaswärme möglichst weitgehend in die Verbrennungsluft des Schachtofens überzuführen, die Windtemperatur über die durch den Wärmeaustausch mit dem Lichtgas ermöglichte Temperatur zu steigern und die Windtemperatur entsprechend den Bedürfnissen des Schachtofens genau einzustellen und zu regeln.Even with blast furnace systems where the wind is heated by Cowper, the problem is the periodic fluctuations in the heat output of the regenerative Winderheater to compensate so that the blast furnace a wind flow of as uniform as possible Temperature is supplied. In a known way, the problem is solved here by that a wind temperature is set in the Cowper that is constantly higher than that of the blast furnace desired wind temperature is, and that the Cowper wind temperature by admixture changing, automatically controlled amounts of cold wind to the wind temperature of the blast furnace is reduced. This way is with the recuperative wind heating by the Light gas not possible because the furnace gas temperature is usually too low, rather than a further reduction in the achievable wind temperature through the admixture of cold winds would be portable. The present invention has set itself the task of specifying ways after which it is possible to transfer the furnace gas heat as much as possible into the combustion air transfer of the shaft furnace, the wind temperature over the heat exchange to increase the temperature made possible with the light gas and the wind temperature accordingly to precisely set and regulate the needs of the shaft furnace.

Diese Aufgabe wird der Erfindung gemäß dadurch gelöst, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung der Windtemperatur des Heißwindschachtofens, bei dem die fühlbare und die Verbrennungswärme des Lichtgases zur Winderhitzung verwendet werden, nach Ausnutzung der fühlbaren Wärme des gesamten Gichtgases die Windtemperatur durch Verbrennung geregelter Teilmengen des Gichtgasstromes regelbar gesteigert wird. Durch diese Lösung der Erfindungsaufgabe werden die im vorstehenden angegebenen technischen Vorteile erzielt.This object is achieved according to the invention in that in the method according to the invention for regulating the wind temperature of the hot blast furnace, in which the sensible and the combustion heat of the light gas to heat the wind used after utilizing the sensible warmth of the whole Top gas the wind temperature through the combustion of regulated subsets of the top gas flow is controllably increased. With this solution to the problem of the invention, the im Above specified technical advantages achieved.

Nachfolgend werden vier verschiedene Wege angegeben, die die gestellte Aufgabe lösen.In the following four different ways are given, which the asked Solve a task.

In der Abb. 1 bedeutet 1 einen Niederschachtofen, 2 einen Wärmeaustauscher und -3 ebenfalls einen Wärmeaustauscher. Der Hauptstrom des mit GG bezeichneten Gichtgases (Temperatur z. B. 500 bis 30.0° C) wird durch den Wärmeaustauscher 2 geführt. Ein Teilstrom wird als Verbrennungsgas -dem Wärmeaustauscher 3 zugeleitet. In dem Wärmeaustauscher 2 wird ein Hilfsluftstrom - in Abb. 1 mit L bezeichnet - von dem Gichtgas, das sich gleichzeitig in dem Wärmeaüstaiischer 2 abkühlt, erwärmt. Der erwärmte Hilfsluftstrom L wird dann durch den Wärmeaustauscher 3 geführt, in dem eine Teilverbrennung des dem Wärmeaustauscher 3 zugeführten Gichtgases mit -dem Hilfsluftstrom L erfolgt. Das dabei entstehende Rauchgas RG wird nach Abkühlung in dem Wärmeaustauscher 3 abgeführt. In dem Wärmeaustauscher 3 wird der mit W bezeichnete Wind auf die vom Niederschachtofen 1 gewünschte Temperaturhöhe von z. B. 450 bis 600° C vorgewärmt. Die Temperaturhöhe des Windes wird durch die dem Wärmeaustauscher 3 zur Verbrennung zugeführte Gichtgasmenge reguliert.In Fig. 1, 1 denotes a low-shaft furnace, 2 a heat exchanger and -3 also a heat exchanger. The main stream of the designated GG Top gas (temperature e.g. 500 to 30.0 ° C) is passed through the heat exchanger 2 guided. A partial flow is fed to the heat exchanger 3 as combustion gas. In the heat exchanger 2, an auxiliary air flow - denoted by L in Fig. 1 - by the furnace gas, which simultaneously cools down in the Wärmeaüstaiischer 2, heated. The heated auxiliary air stream L is then passed through the heat exchanger 3, in the partial combustion of the top gas supplied to the heat exchanger 3 with -dem Auxiliary air flow L takes place. The resulting flue gas RG is after cooling Discharged in the heat exchanger 3. In the heat exchanger 3, the one designated by W is Wind to the temperature level desired by the lower shaft furnace 1 of z. B. 450 to 600 ° C preheated. The temperature level of the wind is determined by that of the heat exchanger 3 regulates the amount of furnace gas supplied for incineration.

In Äbb. 2 bedeutet wiederum 1 einen Niederschachtofen, 2 einen Wärmeaustauscher, 3 einen weiteren Wärmeaustauscher. In diesem Fall wird in dem Wärmeaustauscher 2 durch das in diesem abkühlende Gichtgas direkt der Verbrennungswind W des Nie.derschachtofens vorgewärmt. Der vorgewärmte Verbrennungswind wird dann durch den Wärmeaustauscher-3 geführt und in diesem auf die vom Niederschachtofen gewünschte Temperatur erhitzt. Die im Wärmeaustauscher 3 erforderliche Wärme zur Abgabe an den Niederschachtofenwind wird durch die Verbrennung von Luft mit Gichtgas erzeugt. Die Verbrennungsluft kann entweder, wie in Abb.2 gezeigt, von dem im Wärmeaustauscher 2 vorgewärmten Niederschachtofenwind abgezweigt werden, und das Lichtgas kann von dem heißen Gichtgasstrom, der aus dem Niederschachtofen kommt, abgezweigt werden, oder es besteht auch die Möglichkeit, kalte Verbrennungsluft und/oder kaltes Lichtgas zunächst durch das Rauchgas RG des Wärmeaustauschers 3 vorzuwärmen.In Fig. 2 again means 1 a low-shaft furnace, 2 a heat exchanger, 3 another heat exchanger. In this case, the heat exchanger 2 the combustion wind W of the Nie.derschachtofens directly through the furnace gas cooling in this preheated. The preheated combustion wind is then passed through the heat exchanger-3 out and heated in this to the temperature desired by the lower shaft furnace. The heat required in the heat exchanger 3 for delivery to the low-shaft furnace wind is produced by burning air with furnace gas. The combustion air can either, as shown in Fig. 2, from the low-shaft furnace wind preheated in heat exchanger 2 be branched off, and the light gas can be from the hot furnace gas stream, which from the Lower shaft furnace comes, be branched off, or there is also the possibility of cold combustion air and / or cold light gas initially through the flue gas RG des Heat exchanger 3 to preheat.

In der Abb.3 bedeutet 1 den Niederschachtofen und 2 den in diesem Fall einzigen Wärmeaustauscher. Bei dieser Lösung wird das gesamte Lichtgas durch den Wärmeaustauscher 2 geführt, in dem mit seiner Hilfe der Niederschachtofenwind W vorgewärmt wird. Von dem Niederschachtofenwind YV wird ein Teilstrom als heiße Verbrennungsluft L abgezweigt. Dieser Teilstrom L dient zu einer Teilverbrennung des Lichtgases, die vor der Einführung desselben in den Wärmeaustauscher erfolgt. Mit der Menge der Verbrennungsluft L wird die Höhe der Eintrittstemperatur des Lichtgases in den Wärmeaustauscher und damit die in diesem erzielbare Spitzentemperatur des Niederschachtofenwindes reguliert.In Fig. 3, 1 means the low-shaft furnace and 2 the one in it Case single heat exchanger. With this solution, all of the light gas is passed through the heat exchanger 2 out, in which with its help the low shaft furnace wind W is preheated. A partial flow from the lower shaft furnace wind YV is considered to be hot Combustion air L branched off. This partial flow L is used for partial combustion of the light gas, which takes place before the introduction of the same into the heat exchanger. With the amount of combustion air L, the level of the inlet temperature of the light gas becomes into the heat exchanger and thus the peak temperature of the Lower shaft furnace wind regulated.

In der Abb. 4 ist 1 der Niederschachtofen, 2 ein Rekuperativ-Wärmeaustauscher, 4 ein Regenerativ-Wärmeaustauscher. Der Hauptstrom des heißen Gicfitgases GG wird wiederum durch den Wärmeaustauscher 2 geführt und wärmt hier den Niederschachtofenwind W vor. Von dem im Wärmeaustauscher 2 vorgewärmten Niederschachtofenwind W wird ein Teilstrom W1 - im allgemeinen der größere Teil -direkt zum Niederschachtofen 1 geleitet, während ein anderer Teilstrom Wz - im allgemeinen die kleinere Teil - in dem Wärmeaustauscher 4 auf eine möglichst hohe Temperatur gebracht wird. Vor dem Niederschachtofen 1 werden W1 und Wz wieder vereinigt. Das Mengenverhältnis W1: W2 und die im Wärmeaustauscher 4 erzielte Windtemperatur werden so aufeinander abgestimmt, daß sich die vom Niederschachtofen 1 gewünschte Mischwindtemperatur ergibt. In der Abb. 4 erfolgt die Beheizung des Regenerativ-Wärmeaustauschers 4 durch Verbrennung eines Teilstroms des heißen Gichtgases GG und mit einem von dem vorgewärmten Niederschachtofenwind abgezweigten Strom Verbrennungsluft L. Die Beheizung des Wärmeaustauschers 4 kann aber auch so er= folgen, daß kalte Verbrennungsluft und/oder kaltes Gichtgas durch die heißen Abgase RG des Wärmeaustauschers 4 vorgewärmt werden.In Fig. 4, 1 is the low-shaft furnace, 2 is a recuperative heat exchanger, 4 a regenerative heat exchanger. The main flow of the hot gicfit gas GG is in turn passed through the heat exchanger 2 and warms the low-shaft furnace wind here W before. From the low-shaft furnace wind W preheated in the heat exchanger 2, a Partial flow W1 - generally the larger part - passed directly to the lower shaft furnace 1, while another partial flow Wz - generally the smaller part - in the heat exchanger 4 is brought to the highest possible temperature. In front of the low-shaft furnace 1 W1 and Wz are reunited. The quantity ratio W1: W2 and that in the heat exchanger 4 achieved wind temperatures are coordinated so that the from the lower shaft furnace 1 results in the desired mixed wind temperature. In Fig. 4, the heating takes place Regenerative heat exchanger 4 by burning a partial flow of the hot top gas GG and with a stream of combustion air branched off from the preheated low-shaft furnace wind L. The heating of the heat exchanger 4 can, however, also follow that cold Combustion air and / or cold furnace gas through the hot exhaust gases RG of the heat exchanger 4 must be preheated.

In die Abb. 1 bis 4 sind -nicht eingezeichnet Um-. stellorgane. Gasfördereinrichtungen und Einrichtungen für die Gasreinigung. - Die Anordnung dieser Hilfsmittel wird dem Stande der Technik entsprechend als bekannt vorausgesetzt.In Figs. 1 to 4 are -not drawn Um-. control organs. Gas conveying equipment and equipment for gas cleaning. - The arrangement of these aids will assumed to be known according to the state of the art.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Regelung der Windtemperatur des Heißwindschachtofens, wobei die fühlbare und die Verbrennungswärme der Gichtgase zur Winderhitzung verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ausnutzung der fühlbaren Wärme des gesamten Gichtgasstromes die Windtemperatur durch Verbrennung geregelter Teilmengen des Gichtgasstromes regelbar gesteigert wird. PATENT CLAIMS: 1. Method for regulating the wind temperature of the Hot blast shaft furnace, whereby the sensible and the heat of combustion of the furnace gases are used for heating the wind, characterized in that after utilization the sensible heat of the entire furnace gas flow, the wind temperature through combustion regulated subsets of the furnace gas flow is controllably increased. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gichtgas seine fühlbare Wärme in einem ersten Wärmeaustauscher an den Wind abgibt, der in einem zweiten Wärmeaustauscher mit Hilfe der Verbrennungswärme aus der Verbrennung einer geregelten Teilmenge des Lichtgases regelbar weiter erhitzt wird (Abb. 1, 2, 4). 2. Procedure according to claim 1, characterized in that the furnace gas in its sensible heat a first heat exchanger gives off to the wind, which in a second heat exchanger with the help of the heat of combustion from the combustion of a regulated subset of the Light gas is further heated controllably (Fig. 1, 2, 4). 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbrennung der geregelten, Teilmenge Lichtgas ein geregelter Teilstrom. des erhitzten Windes benutzt wird (Abb. 2, 4). 3. The method according to claim 2, characterized in that for the combustion of the regulated, partial amount of light gas a regulated partial flow. of the heated wind is used (Fig. 2, 4). 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekezmzei@chnet, daß das Lichtgas seine fühlbare Wärme in einem ersten Wärmeaustauscher an einen Hilfsluftstrom abgibt, mit dessen Hilfe eine geregelte Teilmenge des Lichtgases in einem zweiten Wärmeaustauscher zur Erhitzung des Windes verbrannt wird (Abb. 1, 2, 4). 4. Procedure according to claim 1, characterized gekezmzei @ chnet that the light gas its sensible heat releases in a first heat exchanger to an auxiliary air stream, with the help of which a regulated portion of the light gas in a second heat exchanger for heating burned by the wind (Fig. 1, 2, 4). 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtgas seine fühlbare Wärme zur Vorerwärmung des Windes abgibt, von deren nur ein geregelter Teilstrom mit Hilfe der geregelten Verbrennung von Lichtgas vornehmlich regenerativ weiter erhitzt und, dem restlichen Windstrom zugeführt wird (Abb. 4). In Betracht gezogene Druckschriften: »Die neue Gießerei«, 1948/48, Heft 6, S. 165 bis 169; deutsche Patentschrift Nr. 730 793; USA.-Patentschrift Nr. 1926 714.5. The method according to claim 1, characterized in that the light gas gives off its sensible heat to preheat the wind, of which only a regulated partial flow is heated primarily regeneratively with the help of the regulated combustion of light gas and fed to the remaining wind power (Fig. 4 ). Considered publications: "Die neue Gießerei", 1948/48, issue 6, pp. 165 to 169; German Patent No. 730 793; USA. Pat. No. 1926 714th