CN1358234A - 用于竖炉的装料装置 - Google Patents

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Abstract

用于竖炉(101)的装料装置(100),其具有一转动溜槽(107,111),该转动溜槽具有一借助于第一驱动机构(119)可以绕第一基本上垂直定向的转动轴线(A1)转动地驱动的圆筒形基体(107)和一固定式连接于基体的出口(107a)并可与其一起转动的装料溜槽(111),其中该装料溜槽由一邻接基体的出口并倾斜于第一转动轴线纵向延伸的上部(113)和一可转动地连接于上部的下部(115)构成,该下部(115)具有第二驱动机构(127)以便绕与第一转动轴线间隔开的、基本上垂直的第二转动轴线转动。

Description

用于竖炉的装料装置
本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述的、用于竖炉，特别是高炉的装料装置。
为了给竖炉装填(供给)材料已知许多不同类型的装料装置。为了在炉筒横截面上均匀分布装料，尤其是过去几十年前已建议可转动的装料平台，其具有一同样可转动的偏心于炉轴线设置的布料器。利用这种装料装置可以使布料器的出口由两重叠的环形轨道引导在炉筒横截面上，实现相当均匀的装料而没有形成明显的堆积锥体。
一稍有不同的装置，如其由DE 295 15 419 U1已知的，包括一具有可旋转驱动的圆筒壳体的转动溜槽、多个连接到壳体的出口的不同径向长度的装料溜槽和一设置在壳体中的布料溜槽，布料溜槽的末端通入装料溜槽中并且可随壳体转动，其中布料溜槽在壳体中是可移动的并且相对于装料溜槽的配置位置是可选择的。利用该装置可按要求调整装料的外形，但其在结构上和材料用量上的耗费是较大的。
由DE-PS 868913已知用于高炉的各种构成的给料装置，其核心件是一具有尖嘴出口的第一漏斗，该出口将带来的材料引导到炉的边缘，以及一具有垂直出口的第二漏斗，其将供给的材料导向炉中心。这样的装置的特征也是很大的材料耗量，并且只能很有限地按要求调整供给不同材料时的装料的外形。
另一由DE-AS 1 169 474已知的可转动给料装置包括许多沿一圆的圆周分布的布料溜槽并且附加一中心附近的和一外部的布料溜槽，所有这些布料溜槽都通过一经适当引导的漏斗溜槽装料。在这样的装置中不可能自由选择地调整出口在炉筒横截面的任一点上的位置，并且其同样在材料上和结构上的耗费是很大的。
由DE 28 25 718 C2和同一所有者的其他专利已知一种用于竖炉的装料装置，其核心件是一具有万向接头悬挂装置的、可相对于炉轴线调整角度的布料溜槽，其可以借助一适当的调整机构绕两相互垂直的轴线转动。该装置能够使其很好地按要求将供给的材料引到炉筒横截面的预定的地点，但其具有一结构上耗费很大的驱动装置并占用很大的空间。
因此，本发明的目的在于，提供一种改进的同一类型的装料装置，其特别是可以节省空间和节省材料地实现。
这个目的通过具有权利要求1的特征的装料装置来达到。
本发明包含的基本的构想是，一倾斜于炉壁定向的装料溜槽固定式安装到一中心的可转动的基体上，该装料溜槽本身分为上部和下部，而下部相对于上部又是可转动的。由于在这个解法中只设置一个装料溜槽(总长较小)，其特别节省材料。由于其转动机构既不受高的机械载荷和从而不需要相当大的稳固的结构，又不需要附加的可转动的布料装置，其结构上的花费和占用的空间也是较小的。
在一优选的实施形式中，上部和下部构成基本上圆筒形的(管形的)，特别是椭圆形的或半椭圆形的，并且在下部相对于上部处于相适应的转角位置时整个装置形成一倾斜附加到基体的出口的两部分管子。通过该实施形式确保供给的假流体材料自由地低摩擦地流入炉中。
当下部的转动轴线平行于基体的垂直转动轴线延伸并且两转动轴线垂直穿过下部与上部之间的分界平面(其中实现下部相对于上部的运动导向)时，易于构成全部的几何关系。
壳体(和上部)的驱动机构按其本身已知的方式通过一电机与小齿轮-齿圈装置来实现是有利的，其中与驱动电机的小齿轮相啮合的齿圈与基体抗扭转地相连接。同样下部的驱动机构以有利的实施形式包括一小齿轮-齿圈装置，其中其所属的齿圈特别可转动地环绕基体的出口。在一第一适宜的实施形式中一连杆装置连接到该后一齿圈上，该连杆装置通过一端的接头连接于齿圈而通过另一端的接头连接于装料溜槽的下部。
在其另一替换实施形式中，装料溜槽的下部的驱动机构包括一输出轴，在其邻接下部的一端设有一小齿轮，其与抗扭转地环绕下部的另一齿圈相啮合。
上部和下部都具有适用的基本上为360°的转角范围。
为了实现很好的预定的装料的外形，建议的解决方案在具有至少两个储料器用于第一种和第二种装料之实施形式中是特别有利的，该两储料器通入装料装置的基体并且可选择性向其中卸料。通过一借助于装料溜槽的上部和下部的现实的转角位置调准的储料器的挡料板的开口，一种或另一种装料(或在必要时其他的填料)可以按要求以预定的量装入炉筒横截面预选的地点。
这样不同种的装料可用特别有利的方式在一实施形式实现，即其具有一装料控制装置，在其输入端设有测定上部和下部的转角位置(从而测定现实的装料地点)的装置而在其输出端设有挡料板的驱动装置。
在一装料装置中进一步在储料器或各储料器之间设置一阀装置，其在每一储料器的优选的实施形式中分别包括一材料流程控制阀和一气密的闸式阀。该阀装置有利地设计成紧凑的阀部件，其优选可以作为整体与其所属的阀驱动机构一起既相对于竖炉又相对于储料器或各储料器移动。
竖炉的入口凸缘优选相对于支承在其上的所述阀部件的凸缘是密封的，这通过采用一具有热膨胀补偿的压紧装置的补偿器可以特别可靠而耐久地达到。一种这样的装置包括一液压的压紧装置或例如由本申请人的EP 0 609 406 B1中已知的作为这种装置的热动力压紧元件。
此外适用的是在储料器或各储料器与阀部件之间设置一装料漏斗。在其出口设置上述阀装置的材料流程控制阀，而在相关的储料器通入所属漏斗的出口处设置另一气密的闸式阀，其使漏斗中的装料可以没有材料与阀密封表面接触。
本发明的优点和合乎目的性另外由从属权利要求以及以下借助于附图对两优选的实施例的描述得出。附图中：
图1a、1b和1c示出本发明在一竖炉上的装料装置的第一实施形式，分别表示一局部纵剖视图、一局部横剖视图以及局部纵剖视图中的放大部分的形式；
图2a、2b和2c示出本发明在一竖炉上的装料装置的第二实施形式，分别表示一局部纵剖视图、一局部横剖视图以及局部纵剖视图中的放大部分的形式；
图3用功能方块图的形式示出一实施例中的装料装置的控制示意图；
图4a、4b和4c示出本发明在一竖炉上的装料装置的第三实施形式，分别表示以沿相互垂直的剖面取的两纵剖视图形式的两简图以及在竖炉的简化的俯视图。
图1a至1c示出按照本发明第一实施形式用于竖炉101的装料装置100的不同视图。在装料装置100的上方设有第一和第二储料器103、105用于第一种和第二种炉料，各储料器分别具有出口管103a、105a，它们通过挡料板103b、105b可选择性地保持关闭或打开。出口管103a、105a相互成直角地通入装料装置的基体107用的装料漏斗106中，其中设有一气密的闸板109，该闸板109可转动并通过转动可配合出口管103a、105a中的一个。在基体107的下端面，同时又构成其出口107a处凸缘连接一装料溜槽111。
装料溜槽111包括一倾斜连接到出口107a的、管形的上部113和一同样管形的并具有和上部113相同直径构成的下部115。上部113与下部115之间的分界面平行于出口107a的平面，并且基体107的纵轴线(同时又是转动轴线)A1垂直穿过该平面。装料溜槽111的上部113和下部115在这个分界面上通过一轴承箱相互可转动式连接。该连接这样构成，即下部115可绕倾斜于其纵轴线而平行于第一转动轴线A1并与其间隔开的转动轴线A2转动。在图1a中用双点划线示出装料溜槽111的第二转角位置，其中下部115相对于上部113具有另一转角，该转角不同于用实线表示的位置的角度。(为图面清晰起见，该第二位置中的各元件没有用标记表示出来。)
基体107设有第一驱动机构119，其包括第一电机121和第一驱动小齿轮123以及与基体107的壁固定连接的齿圈125。装料溜槽111设有第二驱动机构127，其具有第二电机129、第二驱动小齿轮131和相对于基体107可转动地支承的第二齿圈133。此外，通过另一小齿轮135与齿圈133相啮合的输出轴137属于第二驱动机构127，该输出轴137在其邻接下部115的一端支承另一小齿轮139，其与抗扭转地连接在装料溜槽的下部115上的齿圈141相啮合。输出轴137通过轴承套137a和夹扣113a固定到装料溜槽的上部113上。
容纳于储料器103、105内的炉料在一个或两个挡料板103b、105b打开后通过装料漏斗106、基体107和装料溜槽111到达竖炉101的内腔中的一个位置，该位置一方面由基体107及其固定的装料溜槽的上部113的转角位置和另一方面由装料溜槽的下部115相对于上部113的转角位置来确定，如在图16中用叠加图所表示的几个可能的位置那样。通过驱动机构119和127的操作(关于控制以下将更详细地说明)，一方面绕转动轴线A1调整壳体107和从而调整上部113的转角位置；而另一方面绕转动轴线A2调整下部115的转角位置。驱动机构119、127可以各自单独操作，即另一驱动机构停止，或者也可以共同地，亦即同步或不同步地操作，借此获得各种可能性来控制第一种和/或第二种装料对竖炉101的内腔中的预定地点的供给量。
图2a至2c中示出相对于第一实施形式关于驱动机构修改的装料装置的第二实施形式。装置中的绝大多数部件与图1a至1c中的相同，因此它们用同样的标记表示并且以下不再给予说明。
装料装置100′与图1a至1c中的装料装置的基本区别在于装料溜槽的下部115的驱动机构127′的改型。该驱动机构具有和图1a至1c的驱动机构一样的一个电机129、一与电机连接的驱动小齿轮131和一绕基体107可转动地支承的齿圈133，但是在竖炉100的内腔中力向下部115的传递用其他的方式来解决。这在这里通过由两连杆141、143组成的装置来实现，各连杆在上端可转动式铰链连接在齿圈133的下侧而在下端可转动式铰链连接到支架143上，该支架焊接到下部115上。由于取消了输出轴的小齿轮也得到另一轴承箱外形(在下部115上设有齿圈)，因此用标记117′表示该轴承箱。
连杆装置141、143的操作方式也可在图2b中清楚地看出，该图表示沿图2a中的平面A-A截取的剖面。同样在这里(类似于图1b)示出装料溜槽的上部113的两不同的位置，但其中对每一上部的位置只示出一个下部的位置。应该理解下部115的管口通过电机119借助于连杆143、145总是，即在每一上部113的位置，可以绕第二转动轴线A2转动360°。
图3中示出作为方块图的简图用以说明按照第一或第二上述的实施形式的装料装置的控制。
控制装置200包括设有工作存储器203和程序存储器205的程序控制计算机201，利用该计算机可以控制竖炉的全部工艺过程，即根据提取的预存的数据组和程序流程以及(未示出的)数据检测器在竖炉101(见以前各图)上得来的信号来进行。设置在程序控制计算机201的输出端的是驱动机构的控制装置207和装料控制装置209。
驱动机构的控制装置207通过电机121、129对装料溜槽的上部或下部的驱动机构的相应的推动实现装料溜槽的出口越过竖炉横截面的一个定位。上部或下部的转角位置各由一转角传感器211a、211b检测并输入装料控制装置209，其中该位置信号与来自程序控制计算机201的控制信号一起处理以便为(在以前的图中未示出的)电机提供驱动信号以操作挡料板103b、105b和气密的闸板109，以便根据其现实的位置和通过程序控制计算机预定的装料外形控制第一种和/或第二种装料在装料溜槽中的装填。不用转角传感器211a、211b的信号，另外也可以将控制信号(例如关于两驱动机构的转速)由驱动机的控制装置207直接传送给装料的控制装置209，如在图1用虚线箭头所表示的。
图4a至4c为简化的视图，其中只详细地示出几个用于本发明的设计的基本元件并且以下也只选择性着重描述其与第一和第二实施形式的区别，图中示出另一装料装置300的简图。同图1a至1c和图2a至2c的实施形式中相同的部件以下不再详加说明。
装料装置300用来由第一和第二储料器303、305通过各一个装料漏斗304、306向竖炉301装料。在每一储料器303或305上在所属的装料漏斗304或306中设有一气密的转动闸板(闸式阀)308或310。
漏斗304或306的出口管303a或305a分别设有材料流程控制阀(一挡料板)303b或305b，它们配置有(未单独示出的)阀驱动机构。在它们的下面在漏斗304、306的出口区域分别设有一气密的闸式阀(闸板)309a或309b及其所属的(同样未单独示出的)驱动机构。
挡料板或阀305a、305b和309a、309b与其所属的驱动机构一起组成一紧凑的、作为整体可在竖炉301的上面移动的阀部件312。阀部件312在基体307中的下凸缘312a以其该凸缘平面支承在竖炉301的上凸缘301a上，并相对于凸缘301a通过在图中未示出的热动力压紧元件密封，以保证可靠的热膨胀补偿。阀部件312通过阀部件驱动机构314可以在竖炉301的上面移动，以便能够对阀和(以下)说明的装料溜槽的部件进行维护或更换。在图4c中以实线示出阀部件312处于越过竖炉301的使用位置而以双点划线示出其移向侧面的位置。
由一上部313和一下部315与连接它们的轴承箱317以及相应的驱动机构组成的装料溜槽311的结构基本上相当于第一和第二实施形式中的结构，因此在此不予详述。所述驱动机构包括(只在图4c中象征性地示出的)电机/驱动机构装置319和327，并且上装料溜槽或上部313通过齿轮331直接驱动，而下部或下溜槽315通过一自由转动的双联齿轮333、一输出轴337和另一齿轮或小齿轮339驱动。
本发明的实施形式并不限制在上述的实施例上，而是在本技术领域的范围内也可以进行许多变更。
         附图标记清单100；100′；300  装料装置101，301  竖炉103，105；303，305  储料器103a，105a  出口管103b，105b；303b，305b  挡料板(材料流程控制阀)106；304，306  装料漏斗107；307  基体109；309a，309b  气密的闸板(闸式阀)111；311  装料溜槽113；313  上部115；315  下部117；117′；317  轴承箱119，127；127′；319，327  驱动机构121，129  电机123，131  驱动小齿轮125，133；133′  齿圈135，139；339  小齿轮(齿轮)137；337  输出轴140  齿圈141，143  连杆145  支架200  控制装置201  程序控制计算机203  工作存储器205  程序存储器207  驱动机构的控制装置209  装料控制装置211a，211b  转角传感器301a  凸缘(竖炉的)308，310  转动闸板(闸式阀)312   阀部件312a  凸缘(阀部件的)314   阀部件的驱动机构331   齿轮333   双联齿轮A1    纵轴线(第一转动轴线)A2    第二转动轴线

Claims (16)

1.用于给竖炉(101；301)装料的装料装置，其由至少一个储料器(103，105；303，305)和一转动溜槽(107，111；307，311)构成，该转动溜槽具有一借助于第一驱动机构(119)可以绕第一基本上垂直定向的转动轴线(A1)转动地驱动的圆筒形基体(107；307)和一固定式连接于基体的出口(107a)并可与其一起转动的装料溜槽(111；311)，其特征在于，装料溜槽由一上部(113；313)和一下部(115；315)构成，其中上部(113；313)邻接基体的出口并倾斜于第一转动轴线纵向延伸，下部(115；315)可转动地与上部相连接，该下部(115；315)具有第二驱动机构(127；127′)以便绕与第一转动轴线间隔开的、基本上垂直的第二转动轴线(A2)转动。
2.按照权利要求1所述的装料装置，其特征在于，上部和下部构成具有圆形的或椭圆形的横截面之基本上圆筒形的并特别具有相同的直径或相同的轴向长度，使装料溜槽(111；311)作为整体构成一倾斜附加到所述出口上的两部分管子。
3.按照权利要求1或2所述的装料装置，其特征在于，上部和下部(113，115；313，315)在一基本上垂直穿过第一和第二转动轴线的平面通过一轴承箱(117；117′；317)相连接。
4.按照上述权利要求之一项所述的装料装置，其特征在于，第二驱动机构(127)具有一小齿轮—齿圈装置(131，133；133′)，其包括一可转动地环绕基体(107)的出口(107a)之第一齿圈(133；133′)。
5.按照权利要求4所述的装料装置，其特征在于，一嵌接到装料装置(111)的下部(115)上的连杆装置(141，143)与齿圈(133′)相连接。
6.按照权利要求4所述的装料装置，其特征在于，一嵌接到装料装置(111)的下部(115)上的输出轴(137)与齿圈(133)相连接，在该输出轴邻接下部的一端设有一小齿轮(139)，该小齿轮(139)与抗扭转地环绕下部的第二齿圈(140)相啮合。
7.按照上述权利要求之一项所述的装料装置，其特征在于，基体(107)与上部(113)一起并且特别是下部(115)都可以转动基本上360°。
8.按照上述权利要求之一项所述的装料装置，其特征在于，第一和第二储料器(103，105；303，305)中的至少一个用于第一种和第二种装料，为了装料该储料器可选择性使其与基体(107；307)流体连通。
9.按照权利要求8所述的装料装置，其特征在于，一装料的控制装置(209)以其输入端连接第一和第二转角检测器(211a，211b)以便检测上部(113)和下部(115)的转角位置而其输出端连接闸板驱动机构以便建立或切断第一和第二储料器(103，105)与基体(107)之间的流体连通。
10.按照上述权利要求之一项所述的装料装置，其特征在于，一驱动机构的控制装置(207)用于分别相互同步或不同步地控制第一和第二驱动机构(119)，127；127′)。
11.按照上述权利要求之一项所述的装料装置，其特征在于，在储料器或各储料器(103，105；303，305)之间设有一阀部件(312)，其具有至少一个第一材料流程控制阀(103b，105b；303b，305b)和一个第一气密的闸式阀(309；309a，309b)。
12.按照权利要求11所述的装料装置，其特征在于，在储料器或各储料器(303，305)与阀部件(312)之间为每一储料器设有一装料漏斗(304，306)，在其出口处设有材料流程控制阀(303b，305b)。
13.按照权利要求12所述的装料装置，其特征在于，在储料器或每个储料器(303，305)进入相关的装料漏斗(304，306)的出口处设有一第二气密的闸式阀(308，310)。
14.按照权利要求11-13之一项所述的装料装置，其特征在于，阀部件(312)具有材料流程控制阀或所有的材料流程制动阀(303b，305b)和第一闸式阀或所有的第一闸式阀(309a，309b)以及各自附属的阀驱动机构，并且构成一相对于竖炉和储料器或各储料器(303，305)可作为整体移动的装置。
15.按照权利要求11-14之一项所述的装料装置，其特征在于，竖炉(301)的入口凸缘(301a)经由一支承在其上的阀部件(312)的凸缘(312a)特别地采用一热膨胀补偿的压紧装置加以密封。
16.按照权利要求15所述的装料装置，其特征在于，所述压紧装置具有一液压的压紧装置或恒温压紧元件。
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