DE2538785B2

DE2538785B2 - Vorrichtung zur einsparung von druckgas beim einblasen von feststoffen mit hilfe von druckgefaessfoerderern

Info

Publication number: DE2538785B2
Application number: DE19752538785
Authority: DE
Inventors: Walter 2000 Hamburg Stamer
Original assignee: Maxpeters Gesellschaft für Verfahrenstechnik mbH; Claudius Peters AG; 2000 Hamburg
Priority date: 1975-09-01
Filing date: 1975-09-01
Publication date: 1978-01-19
Also published as: FR2322075A1; GB1519374A; FR2322075B1; DE2538785A1; IT1066946B; DE2538785C3; US4108500A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einsparung von Druckgas beim Einblasen von Feststoffen mit Hilfe von Druckgefäßförderern in einen Empfangsbehälter, mit mindestens einem Auffangdruckbehälter zur Aufnahme von Druckgas aus dem Prozeß und zur Wiederabgabe in den Prozeß.

Bei Einblasanlagen zur Einbringung von Zuschlagstoffen in eine Stahlschmelze (im LDAC-, OLP-, OBM-, SIP-Verfahren) wird bisher mit Einzeldruckgefäßförderern 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 40 m^s aufweisen. Beim Einblasbetrieb wird mit Gasdrücken von bis zu 20 bar Überdruck gearbeitet. Nach Ende einer Blascharge, d. n. 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 m¹ ( — §§ M³ im Normalzustand). 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.

In der DT-OS 22 18 355 wird ähnlich dem obengenannten Stand der Technik ein sog. Doppelstock-Druckgefäß beschrieben, bei dem das Druckgas nach Prozeßbeendigung einem Filter zugeführt und anschließend in die Atmosphäre abgelassen wird. Dies gilt in ähnlicher Weise auch für das Verfahren nach DT-OS 23 27 329, bei dem mit einem Entspannungsventil gearbeitet wird.

Bei einem bekannten Verfahren und einer Anlage zum Fördern von Betonmasse (CH-PS 3 70 355) wird mit sog. Zwillings-Fördergefäßen und verschiedenen Pufferbehältern (Windkesseln) gearbeitet, die ebenfalls die verwendete Druckluft ins Freie abblasen.

Bei einer bekannten Anlage zum pneumatischen Fördern mittels dreier oder mehrerer Förderbehälter (DT-AS 11 46 443), bei der die einzelnen Förderbehälter über mit Ventilen ausgerüstete Ausgleichsleitungen miteinander in Verbindung stehen, wird nach der "' Entleerung des Gutes aus einem Förderbehälter die in diesem Behälter noch vorhandene Druckluft in einen zweiten bereits mit Gut gefüllten und abgedichteten Förderbehälter übergeführt, so daß sich in beiden Förderbehältern ein Druckausgleich aufbaut. Nach

κ· dessen Eintritt wird zwischen den Behältern die Druckluftverbindung unterbrochen und dann der erste Förderbehälter entlüftet und der zweite Förderbehälter mit der Druckluftquellc verbunden, wobei dieser Vorgang zyklusmäßig zwischen allen Förderbehältern

ι^Γ) durchgeführt wird.

Mit dieser bekannten Anlage läßt sich zwar ein Druckausgleich zwischen Förderbehältern erzielen, jedoch gelingt es nicht, die Verluste an Druckgas auf ein Minimum zu reduzieren; denn weniger als 50% des benötigten Gasvolumen können bei dieser bekannten Anlage nur für den anschließenden Fördervorgang wieder verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Einsparung von Druckgas beim Einblasen von Feststoffen mit Hilfe von Druckgefäßförderern in einen Empfangsbehälter, mit mindestens einem Auffangdruckbehälter zur Aufnahme von Druckgas aus dem Prozeß und zur Wiederabgabe in den Prozeß, zu schaffen, durch die der Verlust an Druckgas auf ein

ii) Minimum reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß der Auffangdruckbehälter eine Membran zur Unterteilung des Behälters enthält.

Bei einem solchen Auffangdruckbehälter zur Aufnah-

ii mc 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 Einfüllen des Behälters mit beispielsweise öl an die der Füllöffnung gegenüberliegende Behälterinnenwandung legt. Nach der Entleerung

r, des Behälters konnte von der entgegengesetzten Behälterseite ein anderer Stoff, Flüssigkeit oder Feststoff, eingefüllt werden, der die flexible Blase zur anderen Behälterinnenwand drückte. Auf diese Weise war es möglich, einen Fahrzeugkessel zum wahlweisen

V) Transport unterschiedlicher Stoffe auszurüsten, mit dem Vorteil, daß durch die flexible Unterteilung eine gegenseitige Berührung und gegebenenfalls Verunreinigung der Stoffe vermieden wurde.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird immer

^r>5 dort ihre Anwendung finden, wo bei Druckgefäßförderern Druckgase benötigt v/erden, deren Wiederverwendung im Hinblick auf die Kosten erstrebenswert ist. Derartige Druckgase können beispielsweise Sauerstoff oder Stickstoff sein.

Wi Bei der Einblasung von Branntkalk mit Sauerstoff in die Stahlschmelze im Rahmen der zuvor genannten hüttenmännischen Verfahren wird man als Vorrichtung nach der Erfindung zweckrr.äßigerweise ein; Doppelstock-Druckgefäßförderanhigc benutzen, die gegenüber

ii¹) dem Einzeldruckgefäßförderer den Vorteil aufweist, daß sie infolge der kontinuierlichen Betriebsweise nicht für die maximal mögliche Chargenmenge eine Konverter-Blascharge ausgelegt iein muß. Die kontinuierliche

Betriebsweise erlaubt insofern eine entsprechend kleinere Dimensionierung der Druckgefäßförderer. Das Obergefäß hat beispielsweise einen Inhalt, der etwa -Vj des Inhalts des Untergefäßes ausmacht. Das Obergefäß speist das Untergefäß chargenweise mn Feststoff, ^r> 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-Oberdruck, 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.

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 verlorengeht, sondern der Sauerstoff wird in einen separaten Auffangdruckbehäl- Jo tcr 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 so 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 I eil des Auffangdruckbehälters Luft hohen Druckes eingeblasen. Hierdurch wandert die flexible Membran von der eir>.?n Seite auf die andere Seite des Behälters, und der Sauerstoff wird verdrängt. 2!ur Druckerhöhung kann auch gegebenenfalls ein flüssiges Druckmedium verwendet werden. wi

Anstelle des Auffangdruckbehällers mit flexibler Membran kann dieser nach einem weiteren Merkmal der Erfindung einen hin- und hei schiebbaren Kolben zur Unterteilung des Behälters aufweisen. Es kann sich dabei um einen oder mehrere Behälter in Gestalt von hi Zylindern handeln, in denen Kolben hin- und hergeschoben werden. Ein Kolben ohne Kolbenstange läßt sich zum Zwecke des Zurückdrückei:s des Sauerstoffs in da?. Obergefäß ebenfalls wie im Falle dts mit Membran ausgerüsteten Behälters mi! Hilfe von Preßluft bewegen. Bei Verwendung von ölfreier Luft ist der unve^rmeidliche Gasaustausch zwLchen Luft und Sauerstoff als unschädlich anzusehen. Der Kolben kann mit einer Kolbenstange versehen werden, wenn für die Bewegung ein mechanischer Antrieb vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich selbstverständlich auch für den Betrieb mit Einzeldruckgefäßförderern oder Einblasanlagen, bei denen mit sog. Zwillings-Druckgefäßförderern gearbeitet wird.

Anhand der Schemazeichnung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, wird die erfindungsgemäßc Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Fließschema einer erfindungsgemäßen Doppelstock-Druckgefäß-Einblasanlage mit druckgasgefülltem Auffangdruckbehälter und

Fig. 2 den Auffangbehälter gemäß Fig. 1 im nicht gefüllten Zustand.

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 8 geöffnet.

Wenn aus dem Untergefäß 3 so viel Branntkalk über das Dosierorgan IS in die Blasleitung 20 entnommen worden ist, daß das Niveau im unteren Gefäß den Bunkerstandanzeiger 11 für die Leermeldung erreicht hat, so daß der Inhalt des oberen Gefäßes 2 aufgenommen werden kann, wird das dockenventil 4 zwischen beiden Gefäßen geöffnet. Nach Entleerung des Obergefäßes in das Untergefäß werden das dockenventil 4 und das Druckausgleichsventil 8 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 Brantkalk wird Sauerstoff aus dem Auffangdruckbehälter 12 in das Obergefäß 2 geblasen. Zur Erhöhung des Druckes wird mit Hilfe des Kompressors 14 über die Leitung 15 dem Auffangdruckbehälter Luft hohen Druckes zugeführt, die die Membran 13 von der einen zur anderen Seite und dementsprechend auch den Sauerstoff verdrängt.

Durch die entsprechende Wah! der Rauminhaltsveihältnisse 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Einsparung von Druckgas beim Einblasen von Feststoffen mit Hilfe von Druckgefäßförderern in einen Empfangsbehälter, mit mindestens einem Auffangdruckbehälter zur Aufnahme von Druckgas aus dem Prozeß und zur Wiederabgabe in den Prozeß, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangdruckbehälter (12) eine Membran (13) zur Unterteilung des Behälters enthält.

2. Vorrichtung zur Einsparung von Druckgas beim Einblasen von Feststoffen mit Hilfe von Druckgefäßförderern in einen Empfangsbehälter, mit mindestens einem Auffangdruckbehälter zur Aufnahme von Druckgas aus dem Prozeß und zur Wiederabgabe in den Prozeß, dadurch gekennzeichnet, dai3 der Auffangdruckbehälter (12) einen hin- und herschiebbaren Kolben zur Unterteilung des Behälters aufweist.