DE2538785A1

DE2538785A1 - Verfahren und vorrichtung zur einsparung von druckgas beim einblasen von feststoffen mit hilfe von druckgefaessfoerderern

Info

Publication number: DE2538785A1
Application number: DE19752538785
Authority: DE
Inventors: Walter Stamer
Original assignee: Claudius Peters AG; MAXPETERS GESELLSCHAFT fur VERFAHRENSTECHNIK MBH
Current assignee: Claudius Peters AG; MAXPETERS GESELLSCHAFT fur VERFAHRENSTECHNIK MBH
Priority date: 1975-09-01
Filing date: 1975-09-01
Publication date: 1977-03-03
Also published as: DE2538785B2; IT1066946B; FR2322075B1; FR2322075A1; US4108500A; DE2538785C3; GB1519374A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur E.i iif. r-.-xrunj .. von Druckgas beim Einblasen von Feststoffen mit Hilfe von Druckgefäßförderern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einsparung von Druckgas beim Einblasen von Feststoffen mit Hilfe von Druckgefäßförderern in einen Empfangsbehälter und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei Einblasanlagen zur Einbringung von Zuschlagstoffen in eine Stahlschmelze (im LDAC-, OLP-, OBM-, SIP-Verfahren) wird bisher mit Einzeldruckgefäßfordererη gearbeitet. Für die Beschickung großer Konverter sind pro Blascharge relativ große Zuschlagstoff- und Gasmengen notwendig. Der Druckgefäßförderer muß auf jeden Fall zur Aufnahme der Maximalmenge an Zuschlagstoff pro Charge ausgelegt sein und muß beispielsweise einen Rauminhalt von bis zu 4θ m aufweisen. Beim Einblasbetrieb wird mit Gasdrücken von bis zu 20 bar Überdruck gearbeitet. Nach Ende einer Blascharge, d. h. Entleerung des Zuschlagstoffes aus dem Druckgefäßförderer in die Förderleitung zum Konverter, wird üblicherweise das unter hohem Druck stehende Druckgas aus dem Druckgefäßförderer über ein Filter ins Freie abgelassen. Für die folgende Blascharge muß erneut Druckgas aufgegeben werden.Die auf diese Weise abzulassenden Druckgasmengen liegen bei obengenannten Leistungen bei 800 Nm . Als Druckgas wird bei dem zuvor genannten Verfahren Sauerstoff verwendet, das infolge der hohen Verbrauchsmengen und Beschaffungskosten für den Betreiber einer derartigen Anlage einen erheblichen Betriebskostenfaktor darstellt.

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ORIGINAL INSPECTED

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einsparung von Druckgas beim Einblasen von Feststoffen mit Hilfe von Druckgefäßförderern zu schaffen, durch die der Verlust an Druckgas auf ein Minimum reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß das Druckgas nach Prozeßbeendigung teilweise in einem Auffangdruckbehälter gesammelt und anschließend wieder dem Prozeß zugeführt wird.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht so aus, daß die Druckgefäßfördereinrichtung mindestens einen Auffangdruckbehälter zur Aufnahme von Druckgas aus dem Prozeß und zur Wiederabgabe in den Prozeß aufweist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält der Auffangdruckbehälter eine Membran, zur Unterteilung des Behälters.

Bei einem solchen Auffangdruckbehälter zur Aufnahme und Wiederabgabe von Druckgas wird das an sich bekannte Prinzip der Membranpumpe angewandt. Im weitesten Sinne wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch von einer Idee Gebrauch gemacht, wie sie beispielsweise beim Transport von festen und flüssigen Stoffen in Kesselfahrzeugen bekannt ist. Dort wurden Behälter im Inneren mit einer flexiblen Blase versehen, die sich beim Füllen des Behälters mit beispielsweise Öl an die der Füllöffnung gegenüberliegende Behälterinnenwandung legt. Nach der Entleerung des Behälters konnte von der entgegengesetzten Behälterseite ein anderer Stoff, Flüssigkeit oder Feststoff, eingefüllt werden, der die flexible Blase zur anderen Behälterinnenwand drückte_o Auf diese Weise war es möglich, einen Fahrzeugkessel zum wahlweisen Transport unterschiedlicher Stoffe auszurüsten, mit dem Vorteil, daß durch die flexible Unterteilung eine gegenseitige Berührung und gegebenenfalls Verunreinigung der Stoffe vermieden wurde.

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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung werden immer dort ihre Anwendung finden, wo bei Druckgefäßförderern Druckgase benötigt werden, deren Wiederverwendung im Hinblick auf die Kosten erstrebenswert ist. Derartige Druckgase können beispielsweise Sauerstoff oder Stickstoff sein.

Bei der Einblasung von Branntkalk mit Sauerstoff in die Stahlschmelze im Rahmen der zuvor genannten hüttenmännischen Verfahren wird man zur Anwendung des Verfahrens nach vorliegender Erfindung zweckmäßigerweise eine Doppelstock-Druckgefäßförderanlage benutzen, die gegenüber dem Einzeldruckgefäßförderer den Vorteil aufweist, daß sie infolge der kontinuierlichen Betriebsweise nicht für die maximal mögliche Chargenmenge einer Konverter-Blascharge ausgelegt sein muß. Die kontinuierliche Betriebsweise erlaubt insofern eine entsprechend kleinere Dimensionierung der Druckgefäßförderer. Das Obergefäß hat beispielsweise einen Inhalt, der etwa 2/3 des Inhalts des Untergefäßes ausmacht. Das Obergefäß speist das Untergefäß chargenweise mit Feststoff, während das Untergefäß kontinuierlich während der Konverter-Blascharge Feststoff abgibt. Während einer Konverter-Blascharge steht das Untergefäß also ständig unter Druckgas und auch zwischen zwei Konverter-Chargen kann das Untergefäß unter dem Druck des Druckgases, im Anwendungsfall unter Sauerstoffdruck, stehen bleiben.

Das relativ kleine Obergefäß, das im Anwendungsfall chargenweise mit Branntkalk vom Vorratsbehälter aus gefüllt wird, erhält Sauerstoff-überdruck, und zwar bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Druck im Obergefäß gleich dem Druck im blasenden Untergefäß ist. In diesem Augenblick wird ein Druckausgleichsventil in der Druckleitung zwischen Unter- und Obergefäß geöffnet.

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Wenn aus dem Untergefäß so viel Branntkalk entnommen worden ist, daß der Inhalt des Obergefäßes aufgenommen werden kann, wird das Abschlußventil zwischen Ober- und Untergefäß geöffnet. Nach Entleerung wird dieses Ventil wieder geschlossen und das Obergefäß vom Sauerstoffdruck entspannt.

Hier setzt die Erfindung an. Die Entspannung erfolgt also nicht wie üblich dadurch, daß der unter Druck stehende Sauerstoff über ein Filter in die Atmosphäre entlassen wird und somit verloren geht, sondern der Sauerstoff wird in einen separaten Auffangdruckbehälter abgelassen. Dieser Auffangbehälter hat ein größeres Volumen als das Obergefäß, damit eine möglichst große Sauerstoffmenge überfließen kann, und zwar bis zum Druckausgleich zwischen Obergefäß und Auffangdruckbehälter. Je größer der Auffangdruckbehälter im Verhältnis zum Obergefäß gewählt wird, desto geringer ist die nach Druckausgleich im Obergefäß vorhandene Restmenge Sauerstoff, die ins Freie gelassen werden muß, bevor erneut Branntkalk dem Obergefäß zugeführt wird. Beim Inhaltsverhältnis 1 : 2 wird ein Drittel und beim Verhältnis 1 : 3 nur ein Viertel der Gesamtsauerstoffmenge des Obergefäßes ins Freie geblasen.

Erfindungsgemäß besitzt der Auffangdruckbehälter eine flexible Membran, durch die der Behälter unterteilt ist. Diese Membran wird bei Einführung des aus dem Obergefäß kommenden Sauerstoffs auf die der Eintrittsöffnung entgegengesetzte Behälterseite verdrängt und legt sich gegebenenfalls dort an. Wenn das Obergefäß mit einer neuen Charge Branntkalk gefüllt ist, wird der Sauerstoff, der sich unter Überdruck in dem einen durch die Membran abgetrennten Teil des Auffangdruckbehälters befindet, in das Obergefäß geblasen. Zur Erhöhung des Druckes wird in den anderen Teil des Auffangdruckbehälters Luft hohen Druckes eingeblasen. Hierdurch wandert die flexible Membran von der einen Seite auf die

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andere Seite des Behältern, tinri der Sauerstoff wird verdrängt. Zur Druckerhöhung kann auch gegebenenfalls ein flüssiges Druckmedium verwendet werden.

Anstelle des Auffangdruckbehälters mit flexibler Membran kann dieser nach einem weiteren Merkmal der Erfindung einen hin- und herschiebbaren Kolben zur Unterteilung des Behälters aufweisen. Es kann sich dabei um einen oder mehrere Behälter in Gestalt von Zylindern handeln, in denen Kolben hin- und hergeschoben werden. Ein Kolben ohne Kolbenstange läßt sich zum Zwecke des Zrückdrückens des Sauerstoffes in das Obergefäß ebenfalls wie im Falle des mit Membran ausgerüsteten Behälters mit Hilfe von Preßluft bewegen. Bei Verwendung von ölfreier Luft ist der unvermeidliche Gasaustausch zwischen Luft und Sauerstoff als unschädlich anzusehen. Der Kolben kann mit einer Kolbenstange versehen werden, wenn für die Bewegung ein mechanischer Antrieb vorgesehen ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung eignen sich selbstverständlich auch für den Betrieb mit Einzeldruckgefäßförderern oder Einblasanlagen, bei denen mit sogenannten Zwillingsdruckgefäßförderern gearbeitet wird.

Anhand der Schemazeichnung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, werden das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert. Es zeigen

- Fig. 1 ein Fließschema einer erfindungsgemäßen

Doppelstock-Druckgefäß-Einblasanlage mit druckgasgefülltem Auffangdruckbehälter und

- Fig. 2 den Auffangbehälter gemäß Fig. 1 im

nicht gefüllten Zustand.

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Aus einem Vorratsbehälter 1 wird das Obergefäß 2 der Doppelstock-Druckgefäßförderanlage chargenweise mit Feststoff, beispielsweise Branntkalk, gefüllt. Ein Bunkerstandanzeiger 10 gibt die Vollmeldung. Das Abschlußorgan 5 unter dem Vorratsbehälter 1 wird geschlossen.

Anschließend wird das Obergefäß 2 unter den Druck eines Druckgases, beispielsweise Sauerstoff, gesetzt. Es wird so lange Druckgas zugeführt, bis der Druck im Obergefäß 2 gleich dem Druck im Untergefäß 3 ist, das sich beispielsweise in der Blasphase befindet. In diesem Augenblick wird das Druckausgleichsventil 9 geöffnet.

Wenn aus dem Untergefäß 3 so viel Branntkalk über das Dosierorgan 19 in die Blasleitung 20 entnommen worden ist, daß das Niveau im unteren Gefäß den Bunkerstandanzeiger H für die Leermeldung erreicht hat, so daß der Inhalt des oberen Gefäßes 2 aufgenommen werden kann, wird das Glockenventil k zwischen beiden Gefäßen geöffnet. Nach Entleerung des Obergefäßes in das Untergefäß wird das Glockenventil 4 wieder geschlossen und anschließend das Obergefäß 2 vom Sauerstoff druckentspannt.

Der unter Druck stehende Sauerstoff gelangt in den Auffangdruckbehälter 12, der durch eine Membran 13 unterteilt ist.

Nach dem Druckausgleich zwischen dem Obergefäß 2 und dem Auffangdruckbehälter 12 wird das Ventil 18 geschlossen und das Entgasungsventil 6 geöffnet, so daß der Rest Sauerstoff aus dem Obergefäß 2 über ein nicht dargestelltes Filter ins Freie fließen kann.

Nach Neufüllung des Obergefäßes 2 mit Branntkalk wird Sauerstoff aus dem Auffangdruckbehälter 12 in das Obergefäß 2 geblasen. Zur Erhöhung des Druckes mit Hilfe des Kompressors l4 über die Leitung 15 dem Auffangdruck-

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behälter Luft hohen Druckes zugeführt, die die Membran von der einen zur anderen Seite und auch entsprechend den Sauerstoff verdrängt.

Durch die entsprechende Wahl der Rauminhaltsverhältnisse läßt sich erreichen, daß zum vollen Druckaufbau des mit Branntkalk gefüllten Obergefäßes 2 kein oder nur sehr wenig neuer Sauerstoff benötigt wird, der gegebenenfalls über die Leitung 21 zugeführt wird.

Mit der Bezugsziffer 7 werden Sicherheitsventile bezeichnet, mit 8 fernbetätigte Ventile, mit 9 handbetätigte Ventile und mit 17 ein Rückschlagventil.

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Claims

- 8 Patentansprüche

fi» Verfahren zur Einsparung von Druckgas beim Einblasen von Feststoffen mit Hilfe von Druckgefäßförderern in einen Empfangsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas nach Prozeßbeendigung teilweise in einem Auffangdruckbehälter (12) gesammelt und anschließend wieder dem Prozeß zugeführt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgefäßfördereinrichtung (2, 3) mindestens einen Auffangdruckbehälter (12) zur Aufnahme von Druckgas aus dem Prozeß und zur Wiederabgabe in den Prozeß aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangdruckbehälter (12) eine Membran (13) zur Unterteilung des Behälters enthält.

k. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangdruckbehälter (12) einen hin- und herschiebbaren Kolben zur Unterteilung des Behälters aufwei st.

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