CZ166299A3 - Zařízení pro vypouštění a míchání hroudovité hmoty - Google Patents

Abstract

Zařízeníje tvořeno dutýmtělesem s otvoremsměřujícímdolů a/nebo alespoň pojedné straně pro vypouštění reakční hmoty, přičemžv dutántělesejsou uspořádány radiálně šrouby,jejichž hřídele různé délkyjsou vjedné rovině a/nebojeden šroubje konstruovánjako průchozí. Jednou zmožných kombinací hřídelů /2/s vetknutými konci třech různých délek spočíváv radiálním uspořádání hřídelů do tvaru osmiúhelníka ve vysoké peci /1/, kde protilehlé hřídele/2/ s vetknutými konci jsou stejně dlouhé. Prázdnáoblast, toje neaktivní prostor ve středu vysoké pece,je v této kombtnad značně zmenšen.

Description

Zařízení pro vypouštění a míchání hroudovité hmoty

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro vypouštění a míchání hroudovité hmoty, zejména částečně a/nebo úplně redukované železné rudy ve vysoké peci s výhodou vysoké peci s přímou redukcí, tvořené dutým tělesem s otvorem směřujícím dolů a/nebo alespoň po jedné straně pro vypouštění reakční hmoty, přičemž v dutém tělese jsou uspořádány radiálně šrouby.

Dosavadní stav techniky

V patentovém spise EP-B 166 679 jsou popsány Šrouby o stejné délce a válcovými průřezy pro uvádění v pohyb a vypouštění pevných částic ve vysoké peci, které jsou uspořádánby radiálně a jedním koncem vetknuty. Instalací přepážek klínovitého tvaru mezi šrouby jsou minimalizovány prázdné oblasti. Nevýhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že prázdné oblasti jsou omezeny přepážkami, avšak aktivní objem zůstane dodržen.

V patentovém spise EP-B 85 290 je popsáno zařízení s krátkými kužekovitými šrouby, které jsou namontovány ve středu uložené zkosené přepážky, poskytující tu jakož i podél obvodu úhel klidu. Jak uvedeno v patentovém spise EP-B 166 679 je zařízení radiálně a diagonálně protilehlé a přesazené o tentýž úhel.

V patentovém spise CH-A 376 134 je popsán způsob redukce řelezné rudy na rudu, přičemž kusovitá hmota je doprovována šrouby uspořádanými diagonálně nad v

sebou. Šrouby mají konstantní rozteč a výšku a jsou uloženy na válcových hřídelích podepřených na obou stranách.

* φφ *« φφφφ ·· ·· ·· · · φφφ φφφφ * φ · φ φ φφφ φ φ · · * φ φφ* φ φφ φφφ φφφ φφφφφ φ · φ ··· Φ· φφ φφφ φφ φφ

V patentovém spise GB-A 15 02 090 jsou popsány rovnoběžně uspořádané dopravníky ve tvaru zkosených šroubů pro vypouštění železné rudy. Hřídele jsou navzájem spojeny pomocí pásů tvaru V ajejich pohon je synchronísován

Při redukci rud reaktivními plyny je ekonomicky nutné přivádět pouze množství specifického plynu pod větším sklonem než stochiometricky do styku s rudou. Vyžaduje to však homogenní rozdělení plynu jakož i rovnoměrné usazování podloží pevných látek ve vysoké pecí.

Ve vysoké peci, například u používaného procesu COREX, suspendované tuhé látky se uvádějí v pohyb a vypouštějí radiálně uspořádanými šrouby na dolním konci hřídele. Za účelem zajištění pokud možno rovnoměrného usazování kusovité hmoty, musí zóna vyskytující se u konce hřídele obsahovat maximální aktivní výpustnou oblast a kromě toho musí být zabezpečen plynulý pohyb a pečlivé promíchání reakční zóny. Nepohyblivé zóny se vyznačují velmi strmými vnitřními úhly klidu a jsou vytvářeny nad neaktivními oblastmi. Uvedené zóny označované jako prázdné jsou nevýhodné tím, že procentuelní objem reakčního prostoru se stane částečně neaktivní. Následkem dlouhých časových prodlev mohou se tvořit v těchto oblastech spečeniny a aglomeráty jakož i již redukované rudy, které shoršují tok hmoty, čímž snižují reakci hmoty a také produktivitu.

V zařízeních podle dosavadního stavu techniky s vetknutými šrouby na jednom konci a o stejné délce nevyskytuje se v centrální oblasti hřídele téměř žádný pohyb. Vzhledem ke skutečnosti, že tok plynu se koncentruje v hřídelovém středu, přičemž plyny s unášeným prachem jsou přivedeny štěrbinami vytvořenými po obvodu, není rozdělování plynu homogenní.

Cílem vynálezu je zamezení vzniku uvedených oblastí kde nedochází k pohybu, minimalizování oblastí o sníženém pohybu a současně maximalizování aktivního objemu hmoty uváděné do pohybu hřídelem. Aktivní objem znamená oblast vysoké pece kde se uskutečňují požadované reakce plynu a suspendovaných tuhých látek.

* ·« 00 «··· «· ··

0·· · · 0 0 0 · 0 • 0 0 0 0 00« · · «» · 0 · 0 0« ··» 0·0 0 0·«· 0 0 0 «·« «4 0· ·· *♦ «« . Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je zařízení pro vypouštění a míchání hroudovité hmoty, zejména částečně a/nebo úplně redukované železné rudy ve vysoké peci s výhodou vysoké peci s přímou redukcí, tvořené dutým tělesem s otvorem směřujícím dolů a/nebo alespoň nastranu pro vypouštění reakční hmoty, přičemž v dutém tělese jsou uspořádány radiálně šrouby, jehož podstatou je, že hřídele šroubů jsou různé délky a uspořádány v jedné rovině, přičemž s výhodou diametrálně protilehlé hřídele jsou buď stejné délky a/nebo konstrukce jednoho šroubuje průběžná.

Šrouby různé délky jsou instalovány, aby mohly být také aktivovány oblasti výpouštěcí zóny, které jsou v blízkosti středu. Uvedené zařízení poskytuje široké všestranné plynulé míšení a usazování kusovité hmoty zejména v horní části hřídele, v oblasti reakčního prostoru kde vzniká reakční proces.

Vynález zaprvé umožňuje docílení stejnoměrného míšení a plynulé vypouštění tuhé látky v reakční oblasti přímé redukční hřídele. Vynález nastavuje zařízení a konstrukci šroubů optimálně podle dynamických podmínek plynu reakčních součástí, to je pevných látek a plynu.

Například, použitím průchozích šroubů v kombinaci s krátkými šrouby, je možno podstatně zmenšit velikost prázdných oblastí, zejména protože podloží neaktivních suspendovaných tuhých látek se nesnadno postupně buduje v poměrně těsných odstupech od aktivních šroubů. Při uložení, například 4 dlouhých šroubů a 4 krátkých šroubů, lze zvětšit aktivní oblast až k obvodovému okraji zón. V případě instalace jednoho přiléhajícího dlouhého a krátkého Šroubu je možno kombinovat vypouštění produktu pomocí jednoho odpadního potrubí. Vzhledem k této okolnosti je možno uspořádání odopadních potrubí lépe nastavit podle geometrie připojeného tavícího zplynovače. Kombinací krátkých a dlouhých šroubů lze seřídit chování jak podle pohybu tak vypouštění tuhé látky pomocí konstrukce šroubu tím způsobem, že je možno ovlivnit jak charakteristiky vypouštění tak míchaní. Nicméně však je možno primárně ovlivnit chování při vypouštění suspedovaných tuhých látek.

0 0 • ·0

000 » · 00 0«

000

0 · • 0 0 «0« ·0 * I

Podle význaku vynálezu jsou šrouby uspořádány ve dvou nebo více rovinách tak, aby bylo možno podloží lépe uvádět v pohyb ve spodní části pece.

Podle jiného význaku vynálezu jsou protilehlé dlouhé hřídele samostředící a/nebo zádržné konstrukce. V případě instalování Šroubů do existujícího podloží, je třeba zajistit, aby poloviny hřídelů byly proti sobě a vystředěny.

Podle jiného význaku vynálezu závitové povrchy šroubů začínají od volného konce hřídele. Tím se zajistí, že jádrová zóna je optimálně promíchána a podukt reakce je konstantně vypouštěn.

Podle jiného význaku vynálezu jsou hřídele šroubů kuželovité směrem ke středu tak, že aktivní průřez těchto oblastí reakční zóny, jež uvádějí šrouby v pohyb, je maximalizován.

Podle jiného význaku vynálezu závitové povrchy šroubů vykazují konstantní rozteč. Tímto vývojem se docílí rovnoměrný napájecí průběh nad průřezem šroubu.

Podle jiného význaku vynálezu závitové povrchy šroubů vykazují rozdílné rozteče ve vztahu k procesu. Vzhledem k nelineární rozteči závitových povrchů šroubů lze brát v úvahu reakční průběh tavícího zplynovače jakož i chování kapaliny reakční hmoty. Se zřetelem na matematický simulovaný vývoj napájecích charakteristik je možno respektovat reakční hmotu u hřídele jakož i reakční chování reakčního plynu.

Podle jiného význaku vynálezu pohon hřídelů obstarávají připojené motory, Jsou-li hřídele poháněny motory, mohou se Šrouby flexibilně přizpůsobit procesu a při demotáži a v průběhu instalace lze je uvádět v pohyb vlastním pohonem.

Podle jiného význaku vynálezu krátké a dlouhé hřídele se otáčejí stejnou rychlostí. Pokud se týká minimálních nákladů na investice do zařízení, navrhuje se s výhodou neregulovaný provoz motorů. Hřídele následkem toho mají přibližně tutéž rychlost, avšak není třeba žádných nákladů na řízení.

ΒΒ ··

Β ♦ Β · • ΒΒΒ

ΒΒΒ ΒΒΒ

Β · «Β ΒΒ

BB

BB ···· • Β • ΒΒΒ

Β Β « • ·

Poůle jiného význaku vynálezu jsou rychlosti jednotlivých hřídelí řízeny v souladu s napájecími charakteristikami procesu. Se zřetelem k řízenému provozu hřídelí, mohou být brány v úvahu požadavky reakční zóny tavícího zplynovače týkající se energie jakož i procesu.

Podle jiného význaku vynálezu jsou hřídele axiálně pohyblivé. V průběhu kontroly nebo v případě závady lze mnohem snadněji hřídele montovat a rozebírat. V případě závad v reakční zóně je možno rozhodně ovlinit chování tekutiny změnou hloubky ponoření hřídelů.

Podle vývoje tvoří lopatky závitové povrchy těles šroubů, jejichž tvar odpovídá napájecím charakteristikám procesu. Přiměřeně simulovanému vývoji lze přihlížet k chování spečenin podloží suspendovaných tuhých látek a tvorbě reakční zóny.

Podle posledního význaku vynálezu odpovídá tvar závitových povrchů těles šroubů napájecím charakteristikám procesu. Uvedené nastavení zajišťuje optimální vztah mezi reaktivitou dodávaných hmot a geometrickými podmínkami redukční hřídele.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále podrobněji popsán se zřetelem k následujícím výkresům kde:

Obr. 1 znázorňuje osm šroubů různých délek ve vysoké peci a

Obr. 2 šest šroubů různých délek ve vysoké peci,

Obr. 3 kombinaci dvou šroubů různých délek,

Obr. 4 uspořádání dvou průchozích hřídelí ve vysoké pecí,

Obr. 5 půdorys uspořádání dvou průchozích hřídelí ve vysoké peci, • · · · · •44 *·*

♦··

Obr. 6 kombinaci jednoho průchozího šroubu se šesti vetknutými konci šroubů,

Obr. 7 totéž jako v Obr. 6, ale se čtyřmi vetknutými konci šroubů,

Obr. 8 samostředící a zachycovací verse průchozího šroubu,

Obr. 9 průřez předchozím spojením,

Obr. 10 samostředící a zachycovací verse průchozího Šroubu a

Obr. 11 řez uvedeným spojením.

PtoyedgnLvynáÍezu

Obr. 1 znázorňuje příklad kombinace šroubů 2 s vetknutými konci o třech různých délkách, které jsou uspořádány radiálně do tvaru osmiúhelníku ve vysoké peci

1. Uvedenou kombinací se podstatně zmenší prázdná oblast, to je neaktivní prostor ve středu vysoké pece.

Obr. 2 znázorňuje příklad kombinace šroubů 2 s vetknutými konci o dvou různých délkách, které jsou uspořádány radiálně do tvaru šestúhelníku ve vysoké peci

1. V této kombinaci jsou oblasti blízké okraji pece mnohem méně pečlivě promíseny a hmota, kterou je třeba vypustit není vypouštěna tak stejnoměrně jako v příklade na Obr. 1.

Obr. 3 znázorňuje provedení pomocí příkladu kombinace šroubů 2 s vetknutými konci dvou různých déllek, které jsou uspořádány radiálně do tvaru osmiúhelníku. Pohyb v oblasti blízké okraji vysoké pece 1 je lepší než v případě na Obr. 1.

·· • ** ·· · · • · · • » · • · · ««« ·· »··· * · • ··· • · * • · · «· ··· ·· · • · · ϊ • · · · ··· ··· • · «· ··

Obr. 4 zobrazuje prostorové uspořádání kombinace dvou průchozích šroubů 1 ve vysoké peci 1.

Obr. 5 zobrazuje půdorysný pohled na uspořádání podle Obr. 4, kde Čtyři šrouby 2 s vetknutými konci téže délky zajistí optimální pohyb hmoty v první úrovni průchozího šroubu 2.

Obr. 6 znázorňuje kombinaci průchozí hřídele 2 se šesti šrouby 2 s vetknutými konci ve vysoké peci 1.

Obr, 7 znázorňuje šest Šroubů 3_v jedné rovině s průchozí hřídelí.

Obr. 8 zobrazuje slícování dvou půlek průchozího šroubu 2, přičemž slícování je ozubené za účelem středění a zabírání. Polovina hřídele se s výhodou zasouvá do otvoru v protilehlé polovině hřídele vyvrtaného centrickým a ozubeným způsobem v průběhu ponoření do podloží vysoké pece, které není ještě vypuštěno.

Obr. 9 znázorňuje průřez ozubením samostředícího spojení obou půlek hřídele průběžného šroubu.

Obr. 10 znázorňuje pohled na podélný průřez ozubením středícího spojení obou půlek průběžného šroubu 2.

Obr. 11 znázorňuje řez středícím slícováním polovin hřídele průběžného šroubu

2. Regulovaná rychlost poháněčích motorů obou půlek hřídele zajistí přesné slícování a přesné charakteristiky šroubů polovin hřídele.

Claims (12)

1. Zařízení pro vypouštění a míchání hroudovité hmoty, zejména částečně a/nebo úplně redukované železné rudy ve vysoké peci s výhodou vysoké peci s přímou redukcí, tvořené dutým tělesem s otvorem směřujícím dolů a/nebo alespoň nastranu pro vypouštění reakční hmoty, přičemž v dutém tělese jsou uspořádány radiálně šrouby, vyznačující se tím, že hřídele Šroubů jsou různé délky a uspořádány v jedné rovině, přičemž s výhodou diametrálně protilehlé hřídele jsou buď stejné délky a/nebo konstrukce jednoho šroubuje průběžná.

2. Zařízení podle nároku I, vyznačující se tím, že šrouby jsou uspořádány ve dvou nebo více rovinách.

3. Zařízení podle nároku 1 až 2, vyznačující se tím, že protilehlé dlouhé hřídele jsou samostředící a/nebo záchytné konstrukce.

4. Zařízení podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že závitové povrchy šroubů začínají od volného konce hřídele.

5. Zařízení podle nároku 1 až 4, vyznačující se tím, že hřídele šroubů jsou kuželovité tvarované směrem ke středu.

6. Zařízení podle nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že závitové povrchy šroubů vykazují konstantní rozteč.

7. Zařízení podle nároku 1 až 6, vyznačující se tím, že závitové povrchy Šroubů jsou opatřeny různými roztečemi podle procesu.

8. Zařízení podle nároku 1 až 7, vyznačující se tím, že připojené motory jsou k disposici pohonu hřídelí.

9. Zařízení podle nároku 1 až 8, vyznačující se tím, že krátké hřídele a dlouhé hřídele mají tutéž rychlost.

a *♦ ·*- *·«« • 4 4 · · * 4« · • 4 • 4 • · · 4 4 · • · · · • • • · · * ....... • · • 4 ··· « · · «4 ·· «•4 44 ··

IQ. Zařízení podle nároku 1 až 9, vyznačující se tím, že regulace rychlosti jednotlivých hřídelí je realizována v souladu s napájecími charakteristikami.

11. Zařízení podle nároku 1 až 10, vyznačující se tím, že hřídele jsou axiálně pohyblivé.

12. Zařízení podle nároku 1 až 11, vyznačující se tím, že závitové povrchy těles šroubů jsou tvarovány podle odpovídajících napájecích charakteristik procesu.

13. Zařízení podle nároku 1 až 12, vyznačující se tím, že lopatky tvořící závitové povrchy jsou tvarovány podle charakteristik napájení.