CZ20001653A3 - Šachtová pec - Google Patents

Abstract

Předložené řešení se týká šachtové pece, zejména šachtové pece pro přímou redukci, se zásypem (2) z kusového materiálu, zejména kusového materiálu, obsahujícího oxid železnatý a/nebo železnou houbu; a s dopravními šneky (3) pro vynášení kusového materiálu ze šachtové pece (1), procházejícími pláštěm šachtové pece (1), umístěnými nad oblastí dna šachtové pece (1) a uloženými v plášti šachtové pece (1), a spočívá v tom, že vynášecí oblast (5) každého dopravního šneku (3), vyčnívající do šachtové pece (1), má v podélném směru alespoň dva sousední úseky (7, 8, 9), přičemž dopravní průřez konce úseku (8, 9) následujícího ve směru dopravy je skokově větší než dopravní průřez předcházejícího úseku (7, 8).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká šachtové pece, zejména šachtové pece, pro přímou redukci se zásypem z kusového materiálu, zejména kusového materiálu obsahujícího oxid železnatý a/nebo železnou houbu, s dopravními šneky k vynášení kusového materiálu ze šachtové pece, procházejícími pláštěm šachtové pece, které jsou umístěny nad oblastí dna šachtové pece a které jsou uloženy v plášti šachtové pece.

Dosavadní stav techniky

Šachtové pece, zejména redukční pece, shora popsaného typu jsou hojně známé ze stavu techniky. Takové, v podstatě jako válcové duté těleso vytvořené, šachtové pece obsahují zpravidla zásyp z kusového materiálu obsahujícího oxid železnatý a/nebo železnou houbu, přičemž materiál obsahující oxid železnatý je umístěn, v horní části šachtové pece. Více po obvodu šachtové pece v její spodní třetině umístěnými vstupními otvory se vstřikuje do šachtové pece a tím do zásypu z pevné látky redukční plyn přicházející ze zařízení k proplyňování taveniny. To znamená prachem zatížený redukční plyn proudí nahoru zásypem a redukuje přitom zcela nebo částečně oxid železnatý ze zásypu na železnou houbu.

Zcela nebo částečně redukovaný oxid železnatý se dopravuje vynášecími zařízeními umístěnými mezi oblastí dna šachtové pece a oblastí výstupních otvorů plynu ze šachtové pece. Tato vynášecí zařízení jsou zpravidla vytvořena jako hvězdivitě umístěné, radiálně (ve vztahu k šachtové peci) dopravující dopravní šneky.

Zóna ležící v oblasti dna šachty, ve které se nachází vynášecí zařízení, musí mít maximum aktivních vynášecích ploch k dosažení pokud možno stejnoměrného poklesu kusového materiálu, dále se musí zajistit také kontinuální pohyb materiálu v reakční zóně.

Požadavek na maximum aktivní vynášecí plochy se splní při hvězdicovitém umístění dopravních šneků jen tehdy, když každý z dopravních šneků odebírá po celé své délce vyčnívající do šachty rovnoměrně materiál ze zásypu a dopravuje ho pryč.

Aby se to docílilo, je dopravní průřez existujících šneků dimenzován tak, že v každé části dopravního šneku se musí provádět jak doprava materiálu z částí umístěných ve směru dopravy tak také doprava kusového materiálu obklopující tento úsek. Toto nastává zpravidla kontinuálně ve směru dopravy narůstajícím zvýšením poloměru opláštění šroubovice. Přídavně se narůstajícím zvyšováním chodu šneku ve směru dopravy neustále zvětšuje dopravovaný objem každou částí šneku.

Přes tato opatření bylo zjištěno, že se materiál na hlavě šneku a dvojnásobnou až rovněž na tř ínásobnou stěnách šachtové rychlostí, než pece odvádí ve středních oblastech dopravního šneku.

Toto má za následek, že oblastmi dopravního peci, než materiál Tím se nad můstky uvnitř materiál nacházející se nad šneku má větší prodlevu nad oblastmi se středními oblastmi zvýšeným vytváří kusového materiálu, zatímco středními v šachtové dopravním výkonem, zesílená spečení a nad oblastmi se zvýšeným dopravním výkonem nastává zvláště často uvnitř zásypu vznik kanálů.

Šachtové pece známé ze stavu techniky mají tedy nevýhody, že při použití obvyklých dopravních šneků se nemůže zajistit stejnoměrné vynášení kusového materiálu, nacházejícího se v šachtové peci bezprostředně pomocí dopravních šneků. Ve

- 3 • ·

spojení s oblastmi beztak nepostižitelnými hvězdicově umístěnými dopravními šneky, což jsou jednak klínovité oblasti mezi dvěma sousedními šneky a rovněž prostor ve středu šachtové pece vyhloubený hlavami dopravních šneků, se obdrží různé prodlevy kusového materiálu v šachtové peci, z čehož opět vyplývá nestejnoměrný průběh redukce a rovněž kolísající kvalita produkce.

Podstata vynálezu

Úkolem předmětného vynálezu proto je vytvořit šachtovou pec, zejména šachtovou pec pro přímou redukci, která má na základě použitých dopravních šneků lepší, stejnoměrnější vynášení materiálu zásypu, než šachtové pece ze známého stavu techniky za použití obvyklých dopravních šneků.

Tento úkol se podle vynálezu vyřeší tím, že vynášecí oblast každého dopravního šneku, vyčnívající do šachty, je v podélném směru rozdělena na alespoň dvě sousední úseky, přičemž dopravní průřezy sousedních konců úseků v dopravním směru skokově narůstají.

Úsek tvořící hlavu šneku nemá v protikladu ke všem dalším oblastem dopravovat žádný materiál z jí předcházecích úseků. Má tedy celou kapacitu volnou pro odvod materiálu ze zásypu. K vytvoření takovýchto úseků se zvýšenou dopravní kapacitou také ve střední části vynášecí oblasti dopravního šneku, vyčnívající do šachty, se vynášecí oblast rozdělí na úseky, přičemž dopravní průřez je vytvořen tak, že při přechodu z jednoho úseku do ve směru dopravy sousedního úseku skokově narůstá. V tomto úseku s proti předcházejícímu úseku zvýšenou kapacitou se opět může odvést ze zásypu více materiálu.

V souhrnu se tím docílí stejnoměrněnjší dopravní výkon po celé délce šneku, přičemž již rozdělení vynášecí oblasti • ·

- 4 nedlouhých k dosažení vzhledem kontinuálně šachty, u dostačuje poměrů směru dopravního šneku, vyčnívající do vynášecích oblastí na dva takovéto úseky signifikantního zlepšení dopravních k dopravnímu šneku s v dopravním narůstajícícm dopravním průřezem.

V závislosti na délce a počtu otáček šneku se vynášecí oblast vyčnívající do šachty rozděluje na dva nebo více takovýchto úseků. Podstatným kriteriem při volbě počtu úseků je nárůst dopravního průřezu. Se stoupajícím počtem úseků, respektive se snižujícím se nárůstem dopravního průřezu se přibližuje podoba šneku a tím dopravní charakteristika šneku s kontinuálně narůstajícím dopravním průřezem.

Stupňovitý nárůst dopravního průřezu v oblasti navzájem přiřazených konců úseků má, vztaženo na podélnou osu dopravního šneku, střední stoupání alespoň 45°, přednostně alespoň 60°, zvláště přednostně v podstatě 90°. K dodržení pokud možno malé třecí síly mezi kusovým materiálem a čelní plochou chodu šneku v této oblasti a tím i malého otěru a malého potřebného hnacího výkonu je dále výhodné, vytvořit tento přechod alespoň zčásti postupný.

K zajištění nízkého potřebného výkonu pohonu je výhodné vytvořit skokové nárůsty dopravního průřezu navzájem přesazené ve směru obvodu dopravního průřezu, přednostně rovnoměrně rozdělené, přičemž vynášecí oblast je rozdělena do alespoň tří úseků.

Podle přednostního provedení se udržuje dopravní průřez uvnitř jednotlivých úseků dopravního šneku konstantní. Toto provedení je technicky zvláště jednoduše realizovatelné.

Podle alternativního provedení ke shora uvedenému řešení jsou dopravní průřezy uvnitř jednotlivých úseků

- 5 dopravního šneku vytvořeny konstantně narůstající. Tato varianta spojuje výhody stávajících dopravních šneků s výhodami dopravních šneků podle kontinuálně narůstající dopravního výkonu.

vynálezu, to znamená kombinují se dopravní úseky s oblastmi zvýšeného

Přednostně jsou šroubové plochy dopravního šneku tvořeny šroubovými prvky namontovatelnými na šroubovici dopravního šneku. Ačkoliv šroubové plochy mohou být vytvořeny průchozí po celé délce šneku, namontovatelnými prvky jednoduše se také mohou tyto šroubové vyměnit.

jsou šroubové plochy tvořené vyrobitelné. V případě opravy prvky podstatně jednodušeji průřezu průřezu dvou sousedních konců jeho poloměru, činí dvojnásobek až dvojnásobek až sedminásobek střední kusového materiálu, přičemž pokusy

Rozsah změny dopravního udávaný jako změna osminásobek, přednostně zrnitosti dopravovaného ukázaly, že při rozdělení vynášecí oblasti dopravního šneku na tři úseky je zvláště přednostní zvýšení poloměru dopravního průřezu na tří- až čtyřnásobek zrnitosti.

Konstrukčně je toto přednostní provedení uskutečněno tím, že například při použití šroubových prvků příslušejících dvěma sousedním, odlišným úsekům je druhý šroubový prvek například o trojnásobek střední zrnitosti větší než první . Při střední zrnitosti například 20 mm se tedy tyto šroubové prvky odlišují ve své výšce o 60 mm.

Trojnásobná střední zrnitost jako hodnota stoupání výšky pádlové prvku byla zjištěna při zkouškách jako zvláště výhodná při vytvoření oblastí se zvýšeným dopravním výkonem.

Podle dalšího znaku šachtové pece podle vynálezu je stoupání chodu šneku dopravního šneku provedeno ve směru

- 6 • · · · · · 4 • · · · • · · ♦ · · • · · · · je udržováno téměř konstantní Tím se ve směru dopravy zvětšuje šnekem, takže se podle vynálezu také skutečně dopravuje ze dopravy stoupající, nebo a v další řadě je stoupající objem dopravovaný dopravním materiál odebíraný ze zásypu šachtové pece.

Přehled obrázků na výkresech

V následujícím je šachtová pec podle vynálezu ještě blíže objasněna pomocí výkresů. Na výkresech znázorňuje:

obr. 1 šachtovou pec s dopravním šnekem, obr. 2 schematicky dopravní šnek, přičemž dopravní průřez je v jednotlivých úsecích konstantní, obr. 3 schematicky dopravní šnek, přičemž dopravní průřez je v jednotlivých úsecích narůstající a obr. 4a až 4c porovnání dopravních výkonů stávajícího dopravního šneku a dopravního šneku podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje šachtovou pec 1^ podle vynálezu se zásypem _2 z kusového materiálu a dopravními šneky .3 pro vynášení kusového materiálu ze šachtové pece 1_. V okružní zóně

4. je podél pláště šachtové pece X umístěno více vstupních otvorů plynu, kterými se vhání do zásypu 2 redukční plyn. Stanovený počet (zde šest) hvězdicovitě nad dnem šachtové pece 1_ umístěných dopravních šneků 3_ zajišťuje vynášení kusového materiálu. Vynášecí oblast _5_ každého dopravního šneku J3, vyčnívající do šachty, je rozdělena na tří úseky 7, 8, 9, přičemž dopravní průřez jednotlivých úseků 7 , 8, 9. ve směru • · · • · · · • · · · · ·

- 7 • · · · · · • · e « · · · • · · · · · ·· · ·· ······ • · · · · ♦ ♦ ·· ··· · · · · dopravy, tedy ve směru ke stěně šachtové pece 1, skokově narůstá.

Na obr. 2 a 3 jsou znázorněny dvě různé podoby provedení dopravních šneků 3.. Obr. 2 přitom znázorňuje dopravní šnek 3 v řezu, jehož dopravní část, tedy vynášecí oblast _5, vyčnívající do šachty, je vytvořena ve formě přerušeného chodu šnek, tvořeného šnekovými prvky 6.. Vynášecí oblast 5. je rozdělena na tři úseky 7, jB, 9, přičemž na sousedních koncích úseků 7_, _8, í) se zvyšuje výška šnekového prvků 6. o trojnásobek střední zrnitosti dopravovaného kusového materiálu. Uvnitř jednotlivých úseků 7, §, 9 jsou výška šnekového prvku 6 a tím dopravní průřez udržovány konstantní.

Dopravní šnek 3. znázorněný na obr. 3 se odlišuje od dopravního šneku ,3 znázorněného na obr. 2 tím, že výška šnekového prvku 6 je uvnitř úseků 7, 8, 9 vytvořena ve směru dopravy kontinuálně narůstající. Teprve na přechodu z jednoho úseku 7, 8. na následující úsek 8_, 9. má výška šnekového prvku (5 skokovou změnu v rozsahu trojnásobku střední zrnitosti kusového materiálu.

Obr. 4a až 4c znázorňují srovnání dopravních chakteristik stávajících dopravních šneků a dopravních šneků 3 podle vynálezu se skokově narůstajícím dopravním průřezem. Dopravní výkon stávajícího dopravního šneku (obr. 4a) je na hlavě šneku (komora 1) a rovněž v blízkosti stěny šachtové pece (komora 5) podstatně vyšší než ve středních oblastech (komory až 4) dopravního šneku. Rozdělení dopravního šneku _3 na dva úseky 7,8., 9. s různým dopravním průřezem (obr. 4b) má za následek nárůst dopravního výkonu v oblasti zvýšení dopravního průřezu (komora 3). Teprve rozdělení na tři úseky 7.» 8., J9 způsobuje dopravní výkon konstantní na větší části vynášecí oblasti 5.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY ·· Φ « · * φφφ·

   4 · · · * · · ♦ · »4 · · · * · · *

   4 · · * · · ·

   1. Šachtová pec, zejména šachtová pec pro přímou redukci, se zásypem (2) z kusového materiálu, zejména kusového materiálu obsahujícího oxid železnatý a/nebo železnou houbu, s dopravními šneky (3) k vynášení kusového materiálu ze šachtové pece (1 ) , procházejícími pláštěm šachtové pece (1), které jsou umístěny nad oblastí dna šachtové pece (1) a které jsou uloženy v plášti šachtové pece (1) , vyznačující se tím, že vynášecí oblast (5) každého dopravního šneku (3), vyčnívající do šachtové pece (1), má v podélném směru alespoň dva sousední úseky (7, 8, 9), přičemž dopravní průřez konce úseku (8, 9) následujícího ve směru dopravy je skokově větší než dopravní průřez předcházejícího úseku (7, 8).
2. 2. Šachtová pec podle nároku 1, vyznačující se tím, že skokový nárůst dopravního průřezu má v oblasti navzájem sousedních konců úseků (8, 9), vztaženo k podélné ose dopravního šneku (3), střední stoupání alespoň 45°, přednostně alespoň 60°.
3. 3. Šachtová pec podle nároku 1, vyznačující se tím, že skokový nárůst dopravního průřezu má v dopravním směru stoupání 90° .
4. 4. Šachtová pec podle nároku 1 až 3, vyznačující se tÍB, že vynášecí oblast (5) každého dopravního šneku (3), vyčnívající do šachty, má v podélném směru alespoň tři sousední úseky (7, 8, 9), přičemž skokové nárůsty dopravního průřezu jsou vytvořeny navzájem přesazené ve směru obvodu dopravního průřezu, přednostně stejnoměrně rozdělené.
5. 5. Šachtová pec podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že dopravní průřezy jsou uvnitř jednotlivých úseků (7,

   ·· · • φ * • · · · • · φ · · φ φφφ φ φ φ

   - 9 vvznacu.uci se

   8, 9) dopravního šneku (3) konstantní.
6. 6. Šachtová pec podle jednoho z nároků 1 až tím, že dopravní průřezy jsou uvnitř jednotlivých úseků {7, 8, 9) dopravního šneku (3) vytvořeny kontinuálně narůstající.
7. 7. Šachtová pec podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že šroubové plochy dopravních šneků (3) jsou tvořeny šnekovými prvky (6) montovanými na hřídele dopravních šneků (3).
8. 8. Šachtová pec podle jednoho z nároki^ 1 až 7, vyznačující se tím, že nárůst dopravního průřezu mezi sousedními konci úseků (7, 8, 9) dopravního šneku (3) je tvořen zvětšením poloměru v rozsahu dvojnásobku až osminásobku, přednostně dvojnásobku až šestinásobku střední zrnitosti kusového materiálu.
9. 9. Šachtová pec podle nároku 8, vyznačující se tím, že vynášecí oblast (5) každého dopravního šneku (3), vyčnívající do šachty je rozdělena na tři sousední úseky (7, 8, 9), přičemž zvětšení poloměru dopravního průřezu mezi sousedními konci úseků (7, 8, 9) činí trojnásobek až čtyřnásobek střední zrnitosti kusového materiálu.
10. 10. Šachtová pec podle nároku 1 až 9, vyznačující se tím, že stoupání chodu šneku dopravního šneku (3) je ve směru dopravy konstantní a/nebo je vytvořeno zvětšující se.