CH671779A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Anordnung der schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien in einem Hochofen, und insbesondere auf ein Verfahren, das verwendet wird, um die Verteilung eines gesinterten Eisenerzes, das ferromagnetisches Material enthält, in den schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien in dem Hochofen vor dem Schmelzen nachzuweisen.

Es ist bekannt, dass die Verwendung von abwechselnd schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien aus Koks und Eisenerz unerlässlich ist, um eine wirksamere Schmelzoperation zu erzielen. Zusätzlich wurde festgestellt, dass eine erhöhte Erzeugung von Roheisen realisiert werden kann, indem man die Menge des Kokses sorgfältig überwacht, die verwendet wird, um den Produktionsprozess zu Ende zu fuhren. Es ist somit der Mühe wert, die Verteilung des Sinterguts und des Kokses in den Beschickungsmaterialien in einem Hochofen nachzuweisen und zu analysieren.

Es ist daher die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung der Anordnung der schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien in einem Hochofen vor dem Schmelzen zur Verfugung zu stellen.

Im allgemeinen besteht der Hauptunterschied zwischen den elektromagnetischen Eigenschaften von ferromagnetischem Material und nicht ferromagnetischem Material in ihren magnetischen Permeabilitäten. Es ist bekannt, dass die magnetische Permeabilität fur ferromagnetisches Material grösser als 1 ist und fur nicht ferromagnetisches Material gleich 1 ist. Aufgrund dieser Tatsache ist es verständlich, dass Koks und ferromagnetisches Material enthaltendes Sintergut durch elektromagnetische Methoden unterschieden werden können.

Es ist daher das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung, dass man eine Wirbelstromsonde in Längsrichtung, bezogen auf die schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien in einem Hochofen, bewegt, so dass der Gehalt an Sintergut in den Beschickungsmaterialien auf jedem beliebigen Niveau nachgewiesen werden kann.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Bestimmung der Anordnung der schichtweise übereinander gelagerten Beschik-kungsmaterialien in einem Hochofen vor dem Schmelzen, wobei die schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien durch Schichten von Eisenerz und Schichten von Koks, die abwechselnd übereinanderliegen, gebildet werden, ist dadurch gekennzeichnet,

1) dass man den Hochofen mit mindestens einer der Beschik-kungsmaterialienschichten beschickt;

2) dass man eine Mehrzahl von stehenden Rohren auf die eingetragene Schicht in dem Hochofen stellt;

3) dass man fortfahrt, das Eisenerz und den Koks in gleicher Weise abwechselnd einzutragen, so dass sich die schichtweise übereinandergelagerten Beschickungsmaterialien bilden, ohne dass sie über dem oberen Öffnungsende eines jeden der stehenden Rohre liegen;

4) dass man eine Sonde betätigt, indem man eine Antriebsvorrichtung in jedem der stehenden Rohre vorsieht, um die Sonde aufwärts und abwärts zu bewegen, wobei die Sonde auf die Menge an ferromagnetischem Material in einem Bereich durch ein elektromagnetisches Signal anzusprechen vermag, so dass die Sonde auf den Gehalt an dem Eisenerz in den Beschickungsmaterialien auf jedem beliebigen Niveau anspricht;

5) dass sich durch ein erstes Datenerzeugungsmittel ein erster Datensatz ergibt, der die Stellung jeder der Sonden anzeigt;

6) dass sich durch ein zweites Datenerzeugungsmittel ein zweiter Datensatz ergibt, der den Gehalt an dem Eisenerz in den Beschickungsmaterialien auf jedem beliebigen Niveau anzeigt; und

7) dass man den ersten Datensatz und den zweiten Datensatz einander gegenüberstellt, um die Verteilung des Eisenerzes in den schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien anzuzeigen.

Vorzugsweise sind die stehenden Rohre in einer spiralförmigen Anordnung angeordnet, die verhindert, dass die Beschik-kungsmaterialien sich in unerwünschten Bereichen des Hochofens ansammeln.

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Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung verden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausfiihrungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug luf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich; in den Zeichnungen zeigen:

Hg. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Hochofen, in dem die .chichtförmig übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien iurch ein Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung nachgewiesen werden, wobei nur eine Wirbelstromsonde dargestellt ist;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Hochofen, in dem die schichtförmig übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien durch das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung nachgewiesen werden, wobei acht stehende Rohre vorgesehen sind, von oben betrachtet;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Antriebsvorrichtung, die auf dem oberen Öffnungsende eines stehenden Rohres in dem Hochofen installiert ist, in dem die schichtförmig übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien mittels des Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung nachgewiesen werden;

Hg. 4 ein Blockschema, das das erfindungsgemässe Verfahren erläutert;

Rg.5 eine graphische Darstellung, die die Information erläutert, die in einem X-Y-Schreiber mittels des erfindungsgemässen Verfahrens erhalten wird, wobei die X-Achse die Stellung einer Wirbelstromsonde anzeigt und die Y-Achse die induzierte elektromotorische Kraft derselben anzeigt;

die Hg. 6 bis 13 acht graphische Darstellungen, die ähnlich wie Hg. 5 sind und die Nachweisinformation zeigen, die von den Wirbelstromsonden herrührt, die beweglich in den betreffenden stehenden Rohren von Fig. 2 angeordnet sind; und

Hg. 14 einen Datensatz, der aus den Hg. 6 bis 13 erhalten wurde.

Wie dem Fachmann wohlbekannt ist, werden die Beschik-kungsmaterialien in einem Hochofen in Schichten angeordnet. Alle Schichten werden in der gleichen Weise eingetragen. Im Betrieb des Hochofens werden die untersten Schichten verflüssigt, so dass die restlichen Schichten sich fortschreitend abwärtsbewegen. Die Beschickungsmaterialien sind aus einer Mehrzahl von Sintergut-Koks-Gemisch-Schichten zusammengesetzt, von denen jede aus einer Sintergutschicht und einer Koksschicht besteht.

Wie aus Fig. 1 unter Bezugnahme auf die Hg. 2 und 3 hervorgeht, werden zur Erzielung eines erfindungsgemässen Verfahrens sechs Schichten aus Sintergut-Koks-Gemisch eingetragen, worauf acht stehende Kunststoffrohre 10 in einer spiralförmigen Anordnung auf die sechste Sintergut-Koks-Schicht gestellt werden, wie in Hg. 2 dargestellt. Da diese spiralförmige Anordnung der stehenden Rohre 10 verhindern kann, dass sich die Beschickungsmaterialien in bestimmten Bereichen in dem Hochofen ansammeln. insbesondere in der Mitte des Hochofens, haben die Beschickungsmaterialien eine vorteilhafte Verteilung. Jedes der stehenden Rohre 10 ist mit einer Kappe 24 versehen, die am oberen Rohrende, dasselbe übergreifend, lösbar angeordnet ist, um zu verhindern, dass während des nachfolgenden Beschickungsprozesses durch die obere Öffnung der stehenden Rohre 10 Koks in dieselben fallt. Zusätzlich hat jedes der stehenden Rohre 10 einen Stahlfuss 23, der eine Hülse zur Aufnahme eines der stehenden Rohre 10 und vier vertikale Stützen (nur drei sind in Hg. 1 sichtbar) umfasst, die an dem unteren Ende der Hülse befestigt sind und in einer Kreuzanordnung vorgesehen sind, um dicht in die sechste Schicht von Sintergut-Koks-Gemisch eingesetzt zu werden.

Wie hinsichtlich der Stahlfusse 23 der stehenden Rohre 10 erläutert, ist jede Stütze in einem vorbestimmten Winkel bezüglich ihrer Hülse geneigt, und zwar zusammenfallend mit der Neigung der sechsten Schicht aus Sintergut-Koks-Gemisch bei der Stellung derselben. Dies erlaubt es, dass die stehenden Rohre 10 fest auf der sechsten Schicht von Sintergut-Koks-Gemisch stehen.

Nach der Einsetzung der stehenden Rohre 10 werden in gleicher Weise zusätzliche Schichten von Sintergut-Koks-Gemisch eingetragen, bis die Schichten ein vorbestimmtes Niveau erreichen, während es noch möglich ist, dass die oberen Enden der stehenden Rohre 10 sich oberhalb der eingetragenen Schichten des Gemisches erstrecken.

Wenn die Beschickungsoperation mit den Sintergut-Koks-Gemisch-Schichten beendet ist, werden die Kappen 24 von den stehenden Rohren 10 entfernt. Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, wird dann eine Antriebsvorrichtung 3 auf dem oberen Ende jedes der stehenden Rohre 10 montiert. Eine Wirbelstromsonde 20, die als Messfuhler verwendet wird, wird in jedem der stehenden Rohre 10 durch die Antriebsvorrichtung 3 gesteuert, so dass sie sich aufwärts und abwärts in den Rohren 10 bewegt.

Wie aus Fig. 3 deutlicher ersichtlich ist, umfasst die Antriebsvorrichtung 3 sich überkreuzende Tragtraversen 30, die auf dem oberen Ende des stehenden Rohres 10 befestigt sind, eine Hubwinde 31, die durch eine Kurbel 33 antreibbar ist, ein Kabel 34, das auf der Hubwinde 31 aufgewickelt ist, um die Wirbelstromsonde 20 an dem freien Ende des Kabels 34 aufzuhängen, und eine Führungstrommel 32, die drehbar auf den Tragtraversen 30 montiert ist, um das Kabel 34 in das stehende Rohr 10 zu führen. In die Antriebsvorrichtung 3 eingebaut sind ein Zähler 35, der mit der Führungstrommel 32 verbunden ist, und eine Komponente 36 mit veränderlichem Widerstand, die mit der Hubwinde 31 verbunden ist. Der Zähler 35 und die Komponente 36 mit veränderlichem Widerstand bilden zusammen einen Codierer. Wenn die Längsbewegung der Wirbelstromsonde 20 in dem stehenden Rohr 10 die Führungstrommel 32 zum Rotieren bringt, erfasst der Codierer die Rotationsbewegung der Führungstrommel 32 und gibt ein Signal an einen (nicht dargestellten) Stellungszähler aus, der daher die digitale Information über die Stellung der Wirbelstromsonde 20 zeigt.

Es ist auf dem Gebiet der elektromagnetischen Technik bekannt, dass eine Wirbelstromsonde im wesentlichen ein Messfuhler mit inneren Spulen ist. Wenn den Spulen Energie zugeführt wird, wird um die Wirbelstromsonde herum ein Magnetfeld erzeugt. Wenn die Wirbelstromsonde sich in die Nähe der Grenzfläche zwischen einem ferromagnetischen Material und einem nicht ferromagnetischen Material bewegt, wird die Feldstärke des Magnetfeldes variiert, wodurch sich die Kraftliniendichte ändert und die elektromotorische Kraft sich ihrerseits ändert. Wenn die Wirbelstromsonde 20 der bevorzugten Ausfuhrungsform sich innerhalb der Schichten des Sintergut-Koks-Gemisches aufwärts und abwärts bewegt, kann auf Basis dieses Prinzips das elektromagnetische Signal, das von der Änderung der Kraftliniendichte des Magnetfeldes herrührt, die Verteilung der Sintergutschichten in den Beschickungsmaterialien in einem Hochofen anzeigen.

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird die gewünschte Information über zwei Äste erhalten. Einerseits wird die Stellung der Wirbelstromsonde 20 durch den Codierer 40 abgefuhlt, so dass ein mit dem Codierer 40 verbundener Stellungszähler 42 eine Stellungsinformation an einen Stellungs-Digital-Analog-Umsetzer 43 ausgibt. Dann wird eine analoge Stellungsinformation aus dem Umsetzer 43 an den X-Eingang eines X-Y-Schreibers 45 ausgegeben. Die Stellungsinformation wird in einem Computer 46 gespeichert. Andererseits wird das elektromagnetische Signal, das von der Änderung der Kraftliniendichte herrührt, durch einen Wirbelstromtester 44 in ein digitales Signal und ein analoges Signal übergeführt. Das analoge Signal aus dem Tester 44 wird dem Y-Eingang des X-Y-Schreibers 45 zugeleitet. Das digitale Signal aus dem Tester 44 wird dem Computer 46 durch eine IEEE-488-Norm-Schnittstelle zugeleitet und somit in dem Computer 46 gespeichert.

Die Informationseingabe in den X-Y-Schreiber 45 definiert eine graphische Darstellung, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist. In der graphischen Darstellung zeigt die X-Achse die Stellung der Wirbelstromsonde 20 an, und die Y-Achse zeigt das elektromagnetische Signal aus der Wirbelstromsonde 20 an. In der bevorzugten

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Ausfuhrungsform ist die in dem Schreiber 45 registrierte Information, die in den acht stehenden Rohren 10 vom innersten bis zu dem äussersten hin nachgewiesen wurde, in den graphischen Darstellungen A in den Fig. 6 bis 13 gezeigt. Die graphischen Darstellungen A können in Übereinstimmung mit den Dicken der Sintergutschicht und der Koksschicht in die graphischen Darstellungen B übergeführt werden. In den graphischen Darstellungen B zeigen die schwarzen Bereiche an, dass der Gehalt an dem Sintergut in dem Sintergut-Koks-Gemisch grösser als etwa 75% ist, die kreuzschraffierten Bereiche zeigen an, dass der Gehalt an dem Sintergut in dem Sintergut-Koks-Gemisch im Bereich von etwa 25 bis etwa 75% liegt, und die schräg schraffierten Bereiche zeigen an, dass der Gehalt an dem Sintergut in dem Sintergut-Koks-Gemisch geringer als etwa 25% ist.

Zusätzlich wird ein Datensatz, der aus den graphischen Darstellungen A der Fig. 6 bis 13 hergestellt wurde, in Fig. 14 dargestellt, worin die Höhen und die Breiten der Peaks aufgeführt sind und deren Stellung in Bezug auf die Füsse 23 der stehenden Rohre angegeben ist. In dieser Tabelle ist das erste stehende Rohr das innerste, und das achte stehende Rohr ist das äusserste.

Es wurde gefunden, dass das Sintergut in den Schichten oberhalb der sechsten Schicht aus Sintergut und Koks hauptsächlich auf dem äusseren Ring verteilt war, dessen Radius im Bereich von s 2,5 m bis 4 m, wo die Wandung des Hochofens angeordnet ist, liegt. Auch wurde gefunden, dass das Sintergut innerhalb des äusseren Ringes eine geringere Konzentration hat und mit dem Koks ziemlich gut gemischt ist.

Wie vorstehend erklärt, ist das erfindungsgemässe Verfahren io praktisch. Die Beschickungstechnik und die Struktur des Hochofens kann verbessert werden auf Basis der nachträglichen Bestimmung, die dadurch bewirkt wird, dass das erfindungsgemässe Verfahren immer wieder angewandt wird.

Nachdem die vorliegende Erfindung so erklärt wurde, ist es 15 offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen und Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es wird daher beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung nur in den Ansprüchen angegeben beschränkt sein soll.

G

8 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zur Bestimmung der Anordnung der schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien in einem Hochofen vor dem Schmelzen, wobei die schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien durch Schichten aus Eisenerz und Schichten aus Koks gebildet werden, die abwechselnd übereinanderliegen, dadurch gekennzeichnet,

   a) dass man den Hochofen mit mindestens einer der Beschik-kungsmaterialschichten beschickt;

   b) dass man eine Mehrzahl von stehenden Rohren auf die eingetragene Schicht in dem Hochofen stellt;

   c) dass man fortfahrt, das Eisenerz und den Koks in der gleichen Weise abwechselnd einzutragen, so dass die schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien gebildet werden, ohne dass sie über dem oberen Öffnungsende jedes der stehenden Rohre liegen;

   d) dass man eine Sonde in jedem der stehenden Rohre durch eine Antriebsvonichtung betätigt, so dass sie sich aufwärts und abwärts bewegt, wobei die Sonde auf die Menge an ferromagneti-schem Material in einem Bereich durch ein elektromagnetisches Signal anzusprechen vermag, so dass die Sonde auf den Gehalt Ein dem Eisenerz in den Beschickungsmaterialien auf jedem beliebigen Niveau anspricht;

   e) dass sich durch ein erstes Datenerzeugungsmittel ein erster Datensatz ergibt, der die Stellung jeder der Sonden anzeigt;

   f) dass sich durch ein zweites Datenerzeugungsmittel ein zweiter Datensatz ergibt, der den Gehalt an dem Eisenerz in den Beschickungsmaterialien auf jedem beliebigen Niveau anzeigt; und g) dass man den ersten Datensatz dem zweiten Datensatz gegenüberstellt, um die Verteilung des Eisenerzes in den Beschik-kungsmaterialien anzugeben.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde eine Wirbelstromsonde ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Datenerzeugungsmittel einen Wirbelstromtester umfasst, der mit der Wirbelstromsonde verbunden ist, um den zweiten Datensatz darzustellen.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung eine Hubwinde, die auf dem oberen Öffnungsende eines jeden der stehenden Rohre angeordnet ist, und ein auf die Hubwinde aufgewickeltes Kabel, um die entsprechende Sonde an dem freien Ende desselben aufzuhängen, aufweist.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stehenden Rohre getrennt in einer spiralförmigen Anordnung angeordnet sind, so dass die Bewegung der schichtweise übereinander gelagerten Beschickungsmaterialien in vorteilhafter Weise gesteuert werden kann.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Datenerzeugungsmittel eine Verbindung von Codierer und Stellungszähler aufweist, die mit der Antriebsvorrichtung verbunden sind, um digitale Stellungsdaten darzustellen, die die Stellung der Sonde anzeigen.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Datenerzeugungsmittel ferner einen mit dem Stellungszähler verbundenen Umsetzer aufweist, um die digitalen Stellungsdaten in analoge Stellungsdaten überzufuhren.