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W?rmeausgleichsgruben werden ben?tigt, um Metallbarren auf eine einheitliche Temperatur aufzuheizen und auf dieser Temperatur zu halten, damit sie die unterschiedlichen Walzwerke mit einer ausreichenden Temperatur durchlaufen k?nnen.

Das Beladen der Gruben erfolgt mit hei?en Barren von Blasstahlwerken, hei?en R?hren-streifen (gegossene Brammen oder Bl?cke) aus Stranggie?anlagen oder kaltem Material.

Das Material durchl?uft unter Umst?nden eine Reihe unterschiedlicher Walzwerke, von prim?ren und sekund?ren Walzen über Flammstrahlen, Vorwalzwerke, Zwischenwalzwerke und Fertigwalzwerke.

Da die Metallbarren im Abstand weniger Minuten den Walzen zugeführt werden, der Durchw?rmevorgang in den W?rmeausgleichsgruben jedoch Stunden dauert (die Barren wiegen mehrere Tonnen), müssen die meisten W?rmeausgleichsgruben den Walzen 24 Stunden am Tag Material zur Verfügung stehen.

Eine W?rmeausgleichsgrube, wie in Abbildung 1 dargestellt, ist eine thermisch isolierte Kammer mit einem Schiebedach zur Beladung und Entnahme der Metallbarren. Aufgrund der Gasbefeuerung der Grube müssen Temperatur, Gaszufuhr, Luftzufuhr und Kammerdruck kontinuierlich überwacht werden. Weitere Regelungen k?nnten das Vermischen der Abgase mit Luft beinhalten, um den Schutz des W?rmeaustauschers zu garantieren und eine Abschaltung bei überhitzung oder Unterdruck zu gew?hrleisten.

Cross-Limiting-Verbrennungsregelung

Eine Cross-Limiting-Strategie zur Verbrennungsregelung gew?hrleistet, dass es in einem Verbrennungsprozess kein gef?hrliches Verh?ltnis zwischen Luft und Brennstoff geben kann. Eine solche Strategie wird umgesetzt, indem die Luftzufuhr erh?ht wird, bevor die Brennstoffzufuhr zunehmen kann, wie in Abbildung 2 dargestellt, oder indem die Brennstoffzufuhr verringert wird, bevor die Luftzufuhr abnimmt. Bei der Einbindung dieser Technik wird eine Kombination aus Min-Auswahl- und Max-Auswahl-Modulen verwendet.

Abbildung 3 zeigt ein vereinfachtes Regel-Blockdiagramm des Cross-Limiting Verbrennungskreislaufs. Eine kombinierte Befeuerung mit zwei Brennstoffen gleichzeitig ist bei diesem Ablauf ebenfalls m?glich.

In einer W?rmeausgleichsgrube werden im Allgemeinen zwei Thermoelemente verwendet: ein Element sitzt an der Brennerwand, das zweite an der Endwand. Der Bediener kann ein Element ausw?hlen oder automatisch auf das Element mit dem h?chsten Messwert umschalten, damit der optimale Brennerbedarf ermittelt wird.

Cross-Limiting-Verbrennungsregelung ist ?u?erst effektiv und kann folgendes bewirken:

  • Optimierung des Brennstoffverbrauchs
  • Schnelle Anpassung an Schwankungen in der Brennstoff- und Luftzufuhr
  • Schnelle Anpassung an verschiedene Brennstoffarten

Als Erweiterung der oben beschriebenen M?glichkeit steht die Cross-Limiting-Verbrennungsregelung zur Verfügung. Sie wird durch die Aufschaltung zus?tzlicher, dynamischer Grenzwerte für die Luft- und Brennstoffsollwerte erreicht. Diese werden so gesetzt, dass das aktuelle Luft-/Brennstoff-Verh?ltnis w?hrend des übergangs aufrecht erhalten wird. Diese Methode schützt vor Verminderung des Verh?ltnises zwischen Luft und Brennstoff und der daraus resultierenden Verringerung der W?rmezufuhr.

Temperaturprofil

Die Anforderungen für die Durchw?rmung von Metallbarren in einer W?rmeausgleichsgrube variieren je nach Gesamtbeladung und W?rmezyklus. Diese werden in einem übergeordneten Leitsystem berechnet und als Profilsatz in den Temperaturregler heruntergeladen. Dort werden Zieltemperaturen und Rampensteigungen eingestellt. Ist das Profil einmal geladen, wird es von den Instrumenten ohne weiteren Bedienereingriff abgearbeitet.

Gasmischstationen

Das Gas für die W?rmeausgleichsgrube ist eine Mischung aus Brenngasen aus anderen Bereichen des Stahlwerks, wie BOS (LD)-, Hochofen- und Koksofengas. Diese Gase werden je nach Verfügbarkeit in einem bestimmten Verh?ltnis in der Gasmischstation gemischt. Durch die verschiedene Zusammensetzung entstehen unterschiedliche Brennwerte des Endgases. Mit Hilfe eines Massenspektrometers kann der Wobbe Index aus der spezifischen Dichte des Gases bestimmt werden. Der daraus resultierende Verh?ltnis-Korrekturfaktor für die optimale Verbrennung wird dem Modul für die Verbrennungsregelung zugeführt.

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