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Verfahren zur Erzeugung von Hochofenwind Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Erzeugung von Hochofenwind, wobei dem im Winderhitzer erwärmten Heißwind
zur Erzielung einer für den Hochofengang geeigneten Mischwindtemperatur Kaltwind
zugemischt wird.
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Im Winderhitzer wird der für die Roheisenerzeugung im Hochofen erforderliche
Wind vorgewärmt. Ein in der Gasperiode aufgeheizter und in der Windperiode Heißwind
erzeugender Winderhitzer liefert in einer Windperiode Wind mit sich ändernder, und
zwar während der Periode sinkender Temperatur, entsprechend seiner Abkühlung. Um
nun aber dem Hochofen stets Wind gleicher Temperatur anzubieten, verfährt man derart,
daß man den Winderhitzer so stark erhitzt, daß die Temperatur des zunächt erzeugten
Heißwindes über der für den Hochofengang geeigneten Temperatur liegt und erhält
die geeignete Temperatur durch Zumischung von Kaltwind in der Windleitung zwischen
dem Winderhitzer und dem Hochofen. Mit sinkender Heißwindtemperatur wird der Kaltwindzusatz
in dem Maße verringert, daß sich eine gleichbleibende Mischwindtemperatur ergibt.
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Bereits bei dieser Überhitzung des Heißwindes treten insofern Schwierigkeiten
auf, als die Armaturen der Windleitung, wie beispielsweise der Heißwindschieber,
und insbesondere die Dichtungen, die von dem noch nicht mit Kaltwind versetzten
Heißwind beaufschlagt werden, von den hohen Temperaturen in Mitleidenschaft gezogen
werden. Um dem zu begegnen, sind bereits eine Vielzahl von Heißwindschiebern mit
mehr oder weniger komplizierten Kühlsystemen vorgeschlagen worden.
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Die Vergrößerung des Hochofenraumes zur Steigerung der Roheisenerzeugung
führt zu einem wachsenden Bedarf an Wind, und die Deckung dieses Bedarfs stößt in
vielen Fällen deshalb auf Schwierigkeiten, weil die vorhandene Winderhitzerheizffäche
bereits ausgenutzt und eine Vergrößerung dieser Heizfläche, beispielsweise durch
den Bau weiterer Winderhitzer, aus Platzmangel nicht möglich ist. Eine Erhöhung
des Windangebotes ist ohne Vergrößerung der Heizfläche allerdings auch noch auf
die Weise möglich, daß der Wind in dem Winderhitzer stärker überhitzt und diesem
stärker überhitzten Wind ein entsprechend größerer Anteil Kaltwind zugemischt wird.
An sich ist es möglich, einen Winderhitzer so weit aufzuheizen, wie es die Temperaturbeständigkeit
des Besatzes zuläßt, was bei geeigneten Steinqualitäten zu Heißwindtemperaturen
von bis zu 1400° C führen würde. Diese Temperatursteigerung und der damit verbundene
zunehmende Kaltwindanteil würde zu einer Vergrößerung des Windangebotes um annähernd
50 % führen. Diese Möglichkeit ist allerdings bislang wirtschaftlich nicht anwendbar,
da die an sich schon stark beanspruchten Armaturen und Dichtungen in der Windleitung
diesen Heißwindtemperaturen nicht standhalten. Hinzu kommt auch noch, daß bei solch
hohen Windtemperaturen entsprechend hohe Strahlungsverluste in der Windleitung in
Kauf genommen werden müssen.
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Der Erfindung gemäß wird nunmehr ein Verfahren zur Erzeugung von Mischwind
vorgeschlagen, demzufolge die Zumischung des Kaltwindes zu dem Heißwind vor dem
Heißwindschieber erfolgt, und zweckmäßigerweise wird der Kaltwind dem Heißwind bereits
im Brennschacht des Winderhitzers, und zwar unterhalb der Feuerbrücke zugemischt.
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Das neue Verfahren erlaubt es, in wünschenswerter Weise Winderhitzer
praktisch bis an die Grenze der Temperaturbeständigkeit des Steinbesatzes zu fahren,
ohne daß die Windieitungsarmaturen und -dichtungen, insbesondere die Ileißwindschiebea
überansprucht werden. Damit wird es wirtschaftlich möglich, mit Hilfe der vorhandenen
Winderhitzerheizfläche größere Mengen erwärmten Windes zu erzeugen und den mit steigender
Roheisenerzeugung wachsenden Windbedarf ohne Neuerstellung von Winderhitzern zu
decken. Abgesehen davon, erweist sich das neue Verfahren aber auch bei der derzeit
üblichen Windüberhitzung auf - 1150° C als vorteilhaft, da auf die Heißwindschieber
dann nur noch Mischwindtemperaturen in Höhe von - 900° C einwirke Es ist möglich,
den Kaltwind oberhalb des Heü:ßwindaustritts jedoch unterhalb der Feuerbrücke in
den Brennschacht einzuführen; als besonders zweckmäßig erweist sich allerdings die
Zuführung des Kaltwindes unterhalb des Heißwindaustritts, weil beim Zusammentreffen
von Heiß- und Kaltwind im Gegenstrom infolge kräftiger Wirbelbildung eine besonders
gute Durchmischung des Windes erfolgt. Wird die Kaltwindzuführung darüber hinaus
unter den Heizgaseintritt,
das ist die Brennermündung, verlegt,
so ergibt sich als weiterer Vorteil der Schutz insbesondere der Brennerrohre vor
dem in der Windperiode bis zum Boden des Brennschachtes strömenden Heißwind, durch
den dem Heißwind entgegenströmenden Kaltwind. Überdies ergibt sich bei der Kaltwindzuführung
in den Brennschacht von unten her der Vorteil, daß die Kaltwindzuleitung unter Flur
verlegt werden kann.
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Zweckmäßigerweise erfolgt die zur Erzielung einer bestimmten. gegebenenfalls
programmierten Mischwindtemperatur erforderliche Dosierung des zuzumischenden Kaltwindes
durch Steuerung und/oder Regelung der Stellung des Kaltwindschiebers in Abhängigkeit
von der Mischwindtemperatur. Als Meßwertgeber für die Regelung der Stellung des
Kaltwindschiebers dient ein Temperaturmeßgerät, beispielsweise ein Thermoelement,
das zweckmäßigerweise unmittelbar vor dem Heißwindschieber angeordnet ist.
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Zur Vermeidung von Schäden am Mauerwerk des Brennschachtes, insbesondere
zum Gitterwerksschacht hin, ist es zweckmäßig, in dem Bereich, in dem der Kaltwind
zugeführt wird, eine Ausmauerung vorzusehen, deren Temperaturwechselbeständigkeit
überdurchschnittlich hoch liegt. Insbesondere bei der Kaltwindzuführung in den Brennschacht
von unten her kann im Bereich des Heizgaseintritts eine an sich bekannte, die Wandung
des Gitterwerkssehachtes abschirmende Schutzwand vorgesehen sein.
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In der schematischen Zeichnung ist das Verfahren gemäß der Erfindung
erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen auf Wind gehenden Winderhitzer im Schnitt, dessen
Heißwind erst in der Windleitung Kaltwind zugemischt wird, F i g. 2 einen Winderhitzer
wie in F i g. 1, bei dem jedoch der Kaltwind in den Brennschacht eingeführt wird.
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In den F i g. 1 und 2 ist mit 11 der Winderhitzer bezeichnet. Der
Winderhitzer 11 besteht im wesent liehen aus dem Gitterwerksschacht 12, der Kuppel
13 und dem Brennschacht 14 und ist mit der Heizgaszuleitung 16, der Abgasleitung
17, der Windzuleitung 18 und der Heißwindableitung 19 versehen. Die einzelnen Zu-
bzw. Ableitungen sind mittels Schiebern absperrbar. Am Übergang zwischen dem Gitterwerksschacht
12 und dem Brennschacht 14 befindet sich die Feuerbrücke 15. In der die Verbindung
zwischen Hochofen und Winderhitzer bildenden Heißwindleitung 19 ist der Heißwindschieber
21 angeordnet, der in der Gasperiode geschlossen und in der Windperiode geöffnet
ist.
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Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, wird der Heißwindschieber 21 in
der Windperiode mit dem hocherhitzten Heißwind beaufschlagt, da die Kaltwindzumischung
zur Erzeugung des Mischwindes erst hinter dem Heißwindschieber 21 durch die in die
Heißwindleitung 19 einmündende Kaltwindleitung 22 erfolgt.
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Gemäß F i g. 2 wird nunmehr der Kaltwind durch die Kaltwindleitung
23 direkt in den Brennschacht 14 eingeführt, so da.ß der Heißwindschieber 21 nur
noch der Mischwindtemperatur ausgesetzt ist. Im übrigen sinken die Abstrahlungsverluste
in der Heißwindleitung 19.
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Zum Schutz des Mauerwerks gegen die wechselnden Temperaturen ist im
Brennschacht 14, und zwar im wesentlichen im Bereich der Heizgaszuleitung 16, eine
zusätzliche Schutzwand 24 vorgesehen. Eine konstante Mischwindtemperatur wird erzielt
durch eine Regelung der Stellung des Kaltwindschiebers 26 in Abhängigkeit von der
vor dem Heißwindschieber 21 mittels eines Thermoelementes 27 erfaßten Mischwindtemperatur.