CZ285214B6

CZ285214B6 - Sázecí zařízení pro šachtovou pec

Info

Publication number: CZ285214B6
Application number: CZ961451A
Authority: CZ
Inventors: Emile Lonardi; Gilbert Bernard; Marc Solvi; Guy Thillen
Original assignee: Paul Wurth S. A.
Priority date: 1993-11-23
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1999-06-16
Also published as: CZ145196A3; CN1135773A; LU88429A1; EP0730666A1; PL314614A1; US5829968A; BR9408149A; PL179699B1; DE69406144T2; WO1995014793A1; CN1040773C; SK66396A3; HU219525B; DE69406144D1; HUT76386A; HU9601386D0; RO117191B1; EP0730666B1; UA41966C2; AU1065795A

Abstract

Sázecí zařízení pro šachtovou pec s dolním zvonem (20), zahrnuje dolní blokovací prostředky (48, 60), umožňující vzduchotěsné izolování horní násypky (34) od dolní násypky (14) a umožňující zadržení vsázkového materiálu. Tyto dolní blokovací prostředky (48, 60) v otevřené pozici jsou uspořádány tak, že uvolní středový průchod (50) pro proud vsázkového materiálu. Tento proud je vytvořen ve formě kompaktního a soustředěného proudu.Prostředky (28, 30, 24, 26) pro přemístění dolního zvonu (20) jsou uspořádány tak, že neporušují soustředění tohoto proudu. Nad dolním zvonem je uspořádán vychylovací povrch (66), který způsobuje divergenci, s osovou symetrií, soustředěného proudu. V důsledku toho je, mimo jiné, dosaženo lepší symetrie plnění dolní násypky (14).ŕ

Description

Sázecí zařízení pro šachtovou pec

Oblast techniky

Vynález se týká sázecího zařízení pro šachtovou pec. Konkrétněji se vynález týká sázecího zařízení pro šachtovou pec, zahrnující dvě nad sebou uspořádané násypky, přičemž spodní násypka je opatřena zvonem, který ve své blokovací poloze umožňuje zahrazení otvoru pro vyprazdňování této spodní násypky do šachtové pece a ve své otevřené poloze distribuování vsázkového materiálu na povrch vsázky.

Dosavadní stav techniky

Konvenční sázecí zařízení pro šachtové pece, zejména pro vysoké pece, obecně zahrnují spodní zvon o velkém průměru a horní zvon o menším průměru. Oba tyto zvony jsou uspořádány v dolní násypce, která tvoří sázecí komoru pro šachtovou pec. Velký zvon zajišťuje izolování spodní násypky od šachtové pece a distribuci vsázkového materiálu na povrch vsázky v šachtové peci. Malý zvon zajišťuje izolování spodní násypky od horní násypky, která je v přímém styku s atmosférou.

Uvedená horní násypka, která se zaváží skipovými výtahy, je obvykle tvořena otáčivou násypkou za účelem symetričtějšího plnění uvedené sázecí komory. Je známé, že zavážení pevné násypky skipovými výtahy, odsazenými od osy šachtové pece způsobuje velmi asymetrický profil vsázkového materiálu v této násypce, což má zase za následek asymetrické sázení vsázkového materiálu v sázkové komoře a tudíž asymetrickou distribuci vsázkového materiálu velkým zvonem na povrch vsázky v šachtové komoře. V současné době je známé, že odchýlení od symetrického uspořádání vsázky v šachtové peci má nepříznivý vliv na provoz této pece.

Uvedená konvenční sázecí zařízení mají nevýhodu vtom, že uvedený spodní zvon nedostatečně vykonává svoji funkci spodního těsnicího zařízení pro sázecí komoru. Kvůli velkému průměru spodního zvonu a opotřebování tohoto zvonu vsázkovým materiálem, proudícím podél tohoto zvonu, je prakticky téměř nemožné poskytnout trvanlivé těsnění mezi spodním zvonem a jeho lůžkem, tvořeným spodním okrajem sázecí komory.

Za účelem korigování uvedeného nedostatku bylo provedeno zdvojení sázecí komory. Jinými slovy byla otáčivá násypka vyrobena ve formě uzavřené nádoby, která může být izolována od atmosféry použitím horních těsnicích ventilů. Tuto úpravu zahrnuje zařízení popsané v patentových dokumentech US-A-4,878,655 a US-A-4,881,869. Podle těchto dvou patentových dokumentů je spodní zvon zavěšen na tyči, uspořádané podél osy šachtové pece. Horní násypka je zavěšena nad spodní násypkou takovým způsobem, který umožňuje otáčení horní násypky kolem osy šachtové pece. Pro tyto účely je mezi spodní násypkou a horní násypkou vytvořeno prvé těsnicí otáčivé spojení. Horní otáčivá násypka je svým horním koncem připojena, a to těsnícím způsobem používajícím druhé těsnící otáčivé spojení, k fixovanému uzávěru opatřenému dvěma plnicími zásobníky pro skipové výtahy. Tyto plnicí zásobníky jsou opatřeny horními těsnicími ventily. Prostředek pro zahrazení uvedené otáčivé násypky v podstatě zahrnuje horní zvon, který může být posouván podél osy šachtové pece v oblasti pod touto otáčivou násypkou, a to mezi svou horní polohou, ve které zahrazuje výpustný otvor otáčivé násypky, a spodní polohou, ve které odblokovává kruhový výpustný otvor otáčivé násypky a ve které se nachází přímo v proudu vsázkového materiálu. Pro tyto účely je tento horní zvon zavěšen od pouzdra obklopujícího závěsnou tyč pro dolní tyč. Tento horní zvon současně plní funkci materiálového retenčního zařízení a utěsňovacího zařízení mezi horní otáčivou násypkou a dolní pevnou násypkou, přičemž tento zvon rovněž vytváří, ve své otevřené poloze, při výpustném otvoru

-1 CZ 285214 B6 horní násypky určitý typ radiálního expanzního zařízení pro proud vsázkového materiálu proudícího z horní otáčivé násypky do dolní pevné násypky.

Výše popsané zařízení umožňuje přirozeným způsobem, díky jeho horní otáčivé násypce, vyvarovat se velké odchylce od symetrického uspořádání vsázky v šachtové peci. Avšak toto zařízení neposkytuje dostatečné řešení problému souvisejícího s utěsněním sázecí komory, zejména v případě, kdy je šachtová pec provozována při vysokých tlacích.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je poskytnout sázecí zařízení pro šachtovou pec, které zahrnuje dvě nad sebou uspořádané násypky a dolní zvon (nebo velký zvon) a které umožňuje omezit vliv nesymetrického uspořádání vsázkového materiálu v horní násypce na distribuci vsázkového materiálu spodním zvonem, přičemž vytváří příznivé předpoklady pro dosažení utěsněného zahrazení mezi horní násypkou a dolní násypkou.

Tohoto cíle je dosaženo sázecím zařízením podle vynálezu pro šachtovou pec, zahrnujícím dolní násypku, vymezující výpustný otvor nad povrchem vsázky v šachtové peci; dolní zvon, vykazující blokovací polohu, ve které zahrazuje uvedený výpustný otvor dolní násypky, a otevřenou polohu, ve které se nachází vertikálně pod uvedeným výpustným otvorem, prostředky pro posouvání uvedeného dolního zvonu ve vertikálním směru zjeho blokovací polohy do jeho otevřené polohy a naopak; horní násypku uspořádanou nad uvedenou dolní násypkou, a připojenou ktéto dolní násypce a vzduchotěsně izolovanou od této dolní násypky, dolní blokovací prostředky, které jsou připojeny mezi dolní a horní násypkou a vykazují blokovací polohu, ve které vzduchotěsně izolují horní násypku od dolní násypky a zadržují vsázkový materiál v horní násypce a otevřenou polohu, ve které umožňují spojení mezi horní násypkou a dolní násypkou a uvolňují proud vsázkového materiálu proudícího z horní násypky do dolní násypky; alespoň jedno plnicí zařízení pro horní násypku, které je uspořádáno nad horní násypkou a které je na jedné straně ve styku s atmosférou a na straně druhé s uvedenou horní násypkou; alespoň jedno horní těsnicí zařízení připojené mezi uvedenými plnicími zařízeními a horní násypkou, které umožňuje vzduchotěsně izolovat horní násypku od atmosféry, které spočívá v tom, že uvedené dolní blokovací prostředky, připojené mezi dolní násypku a horní násypku, jsou ve své otevřené pozici uspořádány takovým způsobem, že uvolňují centrální průchod, který je uspořádán v podstatě souose s osou šachtové pece, pro proud vsázkového materiálu tak že se pod horní násypkou vytvoří proud vsázkového materiálu ve formě kompaktního proudu vsázkového materiálu; že uvedené prostředky pro vertikální posouvání dolního zvonu jsou umístěny mimo prostor, který zaujímá uvedený kompaktní proud vsázkového materiálu; a že nad dolním zvonem je uspořádán povrch pro vychylování kompaktního proudu vsázkového materiálu tak, že nad spodním zvonem dochází k rozbíhání tohoto kompaktního proudu vsázkového materiálu.

Je nutné poznamenat, že uvedené dolní blokovací prostředky připojené mezi dolní násypku a horní násypku jsou ve své otevřené poloze uspořádány tak, že uvolňují centrální průchod, který je v podstatě souosý s osou šachtové pece, pro proud vsázkového materiálu, čímž se pod horní násypkou vytváří proud vsázkového materiálu ve formě kompaktního a soustředěného proudu. Kromě toho jsou prostředky pro vertikální posunutí dolního zvonu umístěny mimo prostor, který zaujímá tento kompaktní proud vsázkového materiálu. Vychylovací povrch je uspořádán v trajektorii kompaktního proudu vsázkového materiálu nad dolním zvonem, a to v místě, kde končí nebo kde prakticky končí soustředění proudu vsázkového materiálu. Tento vychylovací povrch způsobuje divergenci nebo disperzi proudu vsázkového materiálu, soustředěného nad dolním zvonem.

V sázecím zařízení podle vynálezu spodní blokovací prostředky ve své otevřené poloze uvolňují centrální průchod, který je v podstatě souosý s osou šachtové pece. Tímto způsobem se mezi

-2CZ 285214 B6 homí násypkou a dolní násypkou vytvoří kompaktní proud vsázkového materiálu, který je méně ovlivněn asymetrií profilu vsázky v homí násypce než radiálně rozšířený proud vsázkového materiálu. Je nutné si uvědomit, že tento centrální proud z homí násypky způsobuje konvergenci trajektorií částic vsázkového materiálu kolem osy šachtové pece a prostřednictvím tohoto soustředění trajektorií částic vede k snížení počáteční asymetrie prostorové distribuce částic vsázkového materiálu. Čím menší bude vrcholový úhel proudového kužele, tím bude dosaženo lepšího uvedeného soustředění trajektorií částic.

Je nutné připomenout, že v předcházejících zařízeních zahrazovací zvon, který byl uspořádán přímo pod výpustným otvorem způsoboval spíše bezprostřední rozšiřování proudu vsázkového materiálu a tudíž rozbíhání trajektorií částic vsázkového materiálu zjejich počátečního gravitačního zrychlení. V tomto případě nemohlo být vytvořeno soustředění trajektorií částic kolem centrální osy a bezprostřední rozšíření proudu vsázkového materiálu vedlo k zvýraznění počáteční asymetrie prostorové distribuce částic vsázkového materiálu kolem centrální osy.

Je nutné také poznamenat, že průřez výstupního proudu vsázkového materiálu má v případě kompaktního centrálního proudu menší poloměr než průřez výstupního proudu v případě rozšířeného prstencového proudu. Délka obvodu průřezu výstupního proudu přímo určuje minimální délku spoje mezi homí násypkou a dolním utěsněným zahrazovacím členem. Jinými slovy délka tohoto spoje, který musí být tvořen utěsněným spojem, může být kratší v případě centrálního výpustného otvoru než v případě prstencového výpustného otvoru. V této souvislosti je nutné podrobněji poznamenat, že nejmenší možný rozměr výpustného otvoru musí nutně být celistvým násobkem (k) největšího rozměru (D_max) částic vsázkového materiálu, který má být z násypky vypuštěn. V případě prstencového výpustného otvoru např. otvoru mezi těsnicím zvonem a dolním okrajem homí násypky je tímto rozměrem šířka tohoto prstencového prostoru, která musí být alespoň rovna součinu k.D_raax. V případě centrálního výpustného otvoru, například kruhového je uvedeným rozměrem průměr tohoto centrálního výpustného otvoru, který musí být alespoň roven součinu k.D_max. Z toho vyplývá, že průřez kruhového průchodu může být menší než průřez prstencového průchodu, čímž se rozumí, že obvod průřezu kruhového průchodu může být významně menší než obvod průřezu prstencového průchodu, a proto kruhový průchod poskytuje lepší řešení problémů souvisejících s utěsněním zahrazení při úrovni styku mezi homí násypkou a dolní násypkou.

Další výhoda uvedeného zařízení podle vynálezu spočívá vtom, že uvedené dolní blokovací prostředky se ve své příslušné otevřené poloze nacházejí mimo uvedený axiální průchod, ve kterém se vytváří proud vsázkového materiálu ve formě kompaktního proudu. Z toho vyplývá, že tyto blokovací prostředky, zejména povrchy poskytující těsnění na těchto blokovacích prostředcích, nejsou opotřebovány kompaktním proudem vsázkového materiálu proudícího z homí násypky.

Poněvadž prostředky pro posouvání dolního zvonu ve vertikálním směru jsou rovněž uspořádány mimo prostor, který zaujímá kompaktní proud vsázkového materiálu, není konvergence trajektorií částic vsázkového materiálu kolem osy šachtové pece před dopadnutím těchto částic na vychylovací povrch narušena žádným prvkem sázecího zařízení. V důsledku toho je to právě soustředěný kompaktní proud, který dopadá na vychylovací povrch uspořádaný nad dolním zvonem. Podstatnou funkcí tohoto vychylovacího povrchu je způsobení rozptýlení nebo rozbíhání soustředěného kompaktního proudu vsázkového materiálu nad dolním zvonem a osově symetrického distribuování vsázkového materiálu na dolní zvon. Vychylovací povrch může být potom pro tuto funkci speciálně upraven, aniž by se přihlíželo ke všem ostatním omezením. Struktura povrchu může být tudíž zvolena pro požadovaný účel, např. pro osově symetrické rozptýlení kompaktního proudu vsázkového materiálu. Kromě toho mohou být mechanická struktura, nesoucí tento povrch, a materiály, použité pro jeho konstrukci, uzpůsobeny podle specifických požadavků, které vyplývají pouze z funkce tohoto povrchu jako vychylovacího

-3CZ 285214 B6 povrchu, aniž by se hledaly kompromisy, ke kterým by se muselo přistoupit při uvažování dalších funkcí tohoto povrchu (jako například blokovacích a těsnicích funkcí).

Uvedené dolní blokovací prostředky, připojené mezi dolní násypku a horní násypku, by mohly samozřejmě obsahovat jediné blokovací zařízení, které by poskytovalo jak zadržení vsázkového materiálu v horní násypce, tak těsnění mezi dolní násypkou a horní násypkou. V nejčastějších případech je však výhodné, aby tyto dolní blokovací prostředky zahrnovaly těsnicí zařízení uspořádané pod zadržovacím zařízením. Za účelem vyprázdnění horní násypky do dolní násypky se před uvedením zadržovacího zařízení do jeho příslušné otevřené polohy uvedené těsnicí zařízení nejprve přemístí do jeho otevřené polohy, která se nachází mimo uvedený centrální průchod pro kompaktní proud vsázkového materiálu. Z toho vyplývá, že toto těsnicí zařízení je v okamžiku začátku proudění vsázkového materiálu již ve své otevřené poloze. Z toho důvodu toto těsnicí zařízení není nikdy ve styku se vsázkovým materiálem, proudícím z horní násypky.

Těsnicí zařízení výhodně zahrnuje pružný těsnicí spoj. Tímto těsnicím zařízením, opatřeným pružným těsnicím spojem, se dosahuje utěsnění daleko kvalitnější než utěsnění dosažené konvenčním zvonem, kteiý nutně zahrnuje těsnění typu kov na kov. Toto zlepšené utěsnění umožňuje provozovat šachtovou pec při vyšších tlacích, aniž by byla zvýšena propustnost sázecího zařízení. Je nutné si uvědomit, že takto vytvořené sázecí zařízení s dolním zvonem poprvé zahrnuje sázecí komoru, kterou lze skutečně označit za sázecí komoru vzduchotěsně uzavřenou před šachtovou pecí. Toto účinné utěsnění horní násypky před šachtovou pecí umožňuje zejména regulované čištění plynů v šachtové peci v případě, kdy jsou dolní a horní těsnicí zařízení uzavřená. To je významnou výhodou vzhledem ke stále přísnějším požadavkům na zamezení znečišťování životního prostředí.

Uvedené těsnicí zařízení je výhodně, ale ne nutně, tvořeno těsnicím klapkovým uzávěrem, uspořádaným pod horní násypkou. Tento klapkový uzávěr má mimo jiné výhodu v tom, že je snadno dosažitelný a vyměnitelný.

Tento těsnicí klapkový uzávěr výhodně zahrnuje blokovací mechanismus; lůžko, sdružené s tímto blokovacím mechanismem, přičemž toto lůžko je těsnicím způsobem připojeno k uvedené horní násypce a při svém okraji obklopuje prostor zabíraný plným proudem vsázkového materiálu; prostředek pro přemístění uvedeného blokovacího mechanismu mezi jeho boční polohou, ve které se nachází mimo uvedený prostor zabíraný kompaktním proudem vsázkového materiálu, a jeho blokovací polohou, ve které se nalézá proti jeho lůžku; a prostředek pro přiložení blokovacího mechanismu v jeho blokovací poloze pevně na lůžko.

V prvním výhodném provedení uvedené zadržovací zařízení zahrnuje množství blokovacích mechanismů symetricky uspořádaných vzhledem k ose šachtové pece, a prostředky pro posunutí těchto blokovacích mechanismů souměrně vzhledem kose šachtové pece tak, že kolem osy šachtové pece vytvářejí středový výpustný otvor. Z toho vyplývá, že proud vsázkového materiálu ve formě kompaktního proudu je z počátku souosý s osou šachtové pece a že průřez průchodu pro vsázkový materiál může být modifikován.

Uvedené zadržovací zařízení může však také zahrnovat zahrazovací zvon, který se může uvnitř násypky posouvat mezi jeho dolní polohou, ve které zahrazuje výpustný otvor této násypky, a jeho horní zvýšenou polohou, ve které uvedený výpustný otvor uvolňuje. Tento zvon ve své horní zvýšené poloze výhodně ovlivňuje homogennost proudu vsázkového materiálu uvnitř násypky. Tento zvon ve své horní zvýšené poloze zejména omezuje segregaci pevných částic vsázkového materiálu podle jejich velikosti.

Uvedený vychylovací povrch je výhodně tvořen otočným kuželem, jehož vrchol směřuje k horní násypce a jehož osa je souosá s osou kompaktního proudu vsázkového materiálu. Tento tvar vychylovacího povrchu způsobuje progresivní rozptylování kompaktního proudu vsázkového

-4CZ 285214 B6 materiálu a napomáhá vytvoření axiální symetrie trajektorií vychýlených částic chápaných jako celek.

Za účelem podpoření ještě dalšího vytvoření uvedené axiální symetrie, je otočný kužel výhodně opatřen vodícími žebry, které probíhají od vrcholu tohoto kužele kjeho základně tak, že definují proudové kanály pro vsázkový materiál proudící podél těchto vodicích žeber.

Za účelem opravení reziduální asymetrie vsázky v dolní násypce se může uvedený vychylovací povrch přemísťovat v oblasti nad dolním zvonem tak, že tento vychylovací povrch mění, a to zvnějšku pece, svojí polohu v kompaktním proudu vsázkového materiálu. Za tímto účelem je možné použít například otočný kužel, který se přemísťuje tak, že se může posouvat v horizontálním směru. Avšak je také možné použít otočný kužel, který se přemísťuje tak, že se může, zvnějšku pece, stavitelně naklánět. Pro stejné účely může být také samozřejmě použit vychylovací povrch, který se nad dolním zvonem přemísťuje tak, že se může natáčet kolem osy šachtové pece.

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a znaky vynálezu vyplynou z níže uvedeného detailního popisu výhodného provedení vynálezu s odkazy na přiložené výkresy, na kterých obr. 1 a obr. 2 zobrazují podélný řez sázecím zařízením pro šachtovou pec podle vynálezu, přičemž roviny těchto řezů svírají úhel 90°, obr. 3A a 3B schématicky zobrazují proud vsázkového materiálu z horní násypky do dolní násypky v sázecím zařízení pro šachtovou pec podle vynálezu, obr. 4A a 4B schématicky zobrazují proud vsázkového materiálu z horní násypky do dolní násypky v zařízení podle současného stavu techniky, obr. 5 zobrazuje řez konkrétním uspořádáním vychylovacího povrchu podle vynálezu, obr. 6 schématicky zobrazuje proud vsázkového materiálu z horní násypky do dolní násypky v sázecím zařízení pro šachtovou pec podle vynálezu, opatřeném vychylovacím povrchem podle obr. 5, obr. 7 zobrazuje podélný řez sázkovým zařízením pro šachtovou pec podle vynálezu, které je opatřeno vychylovacím povrchem, který se může otáčet kolem středové osy dolního zvonu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 a obr. 2 zobrazují sázecí zařízení 10 podle vynálezu, které je uspořádáno v horní části 12 šachtové pece, například vysoké pece. Toto sázecí zařízení 10 zahrnuje uzavřenou dolní násypku _14. Tato dolní násypka 14 definuje výpustný otvor 16 o velkém průměru, přičemž tento výpustný otvor je vystředěn podle osy 18 šachtové pece 12. Tento výpustný otvor 16 může být zahrazen velkým zvonem 20 (nebo dolním zvonem 20), který je na uvedených obrázcích zobrazen v jeho blokovací poloze, ve které je přitlačován na obvodový okraj 22 výpustného otvoru 16 spodní násypky 14. Za účelem vypouštění vsázkového materiálu z dolní násypky 14 se dolní zvon 20 spustí ve vertikálním směru, čímž je spolu s obvodovým okrajem 22 definován prstencový prostor s osovou symetrií, skrze který může být dolní násypka 14 vyprázdněna a vsázkový materiál, obsažený v této násypce 14, vypouštěný na povrch vsázky v šachtové peci (není zobrazena). Z toho vyplývá, že pro symetrickou distribuci vsázkového materiálu na povrch

-5CZ 285214 B6 vsázky v šachtové peci je nutné, aby dolní násypka 14 byla naplněna vsázkovým materiálem souměrně podle osy 18 šachtové pece. Jinými slovy profil vsázky v dolní násypce 14 přímo ovlivňuje prostorové uspořádání vsázky v šachtové peci 12.

Uvedený dolní zvon 20 je při své homí části opatřen postranními nosnými rameny 24, 26, jejichž prostřednictvím je tento dolní zvon dvěma poháněcími zařízeními 28, 30 nesen. Tato poháněči zařízení 28, 30 jsou uspořádána na horním rámu 32 dolní násypky 14. Tyče těchto poháněčích zařízení probíhají skrze dolní násypku 14 tak, že umožňují axiální přemísťování dolního zvonu 20 z jeho blokovací polohy do jeho otevřené polohy a naopak.

Nad uvedenou dolní násypkou 14 je uspořádána homí násypka 34, která má vrcholový úhel podstatně menší než dolní násypka 14. Tato homí násypka 34 je naplněna vsázkovým materiálem pro odborníka známým způsobem dvěma skipovými výtahy 36 a 36'. Pro tyto účely je tato homí násypka 34 při její homí části opatřena dvěma otevřenými dávkovacími zásobníky 38 a 38', přičemž každý z těchto zásobníků je vybavený těsnicím klapkovým uzávěrem 40, respektive 40', který bude v následující popisné části označen jako homí těsnicí klapkový uzávěr 40, respektive 40*. Na obr. 2 je homí těsnicí klapkový uzávěr 40 zobrazen v jeho blokovací poloze, ve které vzduchotěsně izoluje uzavřenou homí násypku 34 od dávkovačích zásobníků 38 a 38', zatímco homí těsnicí klapkový uzávěr 40’ je na tomto obrázku zobrazen v jeho otevřené poloze, ve které se nachází naproti inspekčním dveřím 42' v homí násypce 34· Vztahová značka 44 na obr. 1 označuje poháněči mechanismus, který umožňuje otáčení horního těsnicího klapkového uzávěru 40 z jeho otevřené polohy do jeho uzavřené polohy a pevné přiložení tohoto uzávěru na jeho lůžko.

Uvedená homí uzavřená násypka 34 je na dolním konci připojena utěsněnou objímkou 46 k homí násypce 14. V této utěsněné objímce 46 je pod výpustným otvorem 50, který je definován na ose 18 šachtové pece dolním koncem proudového kužele homí násypky 34, uspořádán těsnicí klapkový uzávěr 48. Tento těsnicí klapkový uzávěr 48 zahrnuje lůžko 52, obklopující výpustný otvor 50 a definující těsnicí povrch, orientovaný k dolní násypce 14, blokovací mechanismus 54, výhodně opatřený pružným těsnicím spojem, nosné rameno 55 pro blokovací mechanismus 54 a poháněči zařízení 56 pro blokovací mechanismus 54. Blokovací mechanismus 54 je na obr. 2 zobrazen vzhledem k výpustnému otvoru 50 v boční poloze. Je nutné poznamenat, že v této boční poloze blokovací zařízení 54 a jeho nosné rameno 55 zcela uvolní oblast, která se nachází pod výpustným otvorem 50 a že v této poloze se blokovací mechanismus 54 nalézá naproti inspekčním dveřím 58 v utěsněné objímce 46. Poháněči mechanismus 56 umožňuje otáčení blokovacího mechanismu 54, samozřejmě za nepřítomnosti proudu vsázkového materiálu, pod výpustným otvorem 50 a přiložení tohoto blokovacího mechanismu s jeho pružným spojem podél osy 18 pevně na těsnicí povrch lůžka 52.

Uvnitř uvedené homí násypky 34 je uspořádán zadržovací zvon 60, který v dolní poloze blokuje otvor v proudovém kuželu homí násypky 34, který se nachází se nad lůžkem 52. Tento zvon 60 je na obr. 1 a 2 zobrazen přerušovanou čarou v homí zvýšené poloze, ve které kompletně uvolní výpustný otvor 50. Je nutné poznamenat, že v této homí zvýšené poloze zvon 60 ovlivňuje pouze proud vsázkového materiálu uvnitř homí násypky 34, který se nalézá nad výpustným otvorem 50. V této poloze zvon 60 také napomáhá ke snížení segregace vsázkového materiálu podle velikosti jeho částic. Tento zvon 60 je připevněn k objímce 62, která je zavěšena od poháněcího zařízení 64, osově usazeného nad homí násypkou 34.

Pod výpustným otvorem 50 je ve vzdálenosti h od tohoto otvoru, který je výhodně alespoň řádově stejná jako velikost průměru otvoru 50, uspořádán vychylovací povrch, například vychylovací kužel 66. Tento vychylovací kužel 66 je vrcholem orientován k výpustnému otvoru 50 a alespoň v normální poloze je souosý se středovou osou 18 šachtové pece. Jeho funkcí je způsobit rozptýlení kompaktního proudu vsázkového materiálu, proudícího z homí násypky 34.

-6CZ 285214 B6

Tento vychylovací kužel 66, který je kromě toho možné snadno vyjmout a vyměnit, je proto vyroben z materiálů, které mají dobrou odolnost proti nárazům a proti opotřebení.

Obvyklým požadavkem, kladeným na tento vychylovací kužel, je to, aby rozptýlení kompaktního proudu vsázkového materiálu bylo provedeno s pokud možno co nej lepší osovou symetrií. Pro tento účel může být vychylovací kužel například opatřen vodícími žebry, které vybíhají z vrcholu tohoto kužele kjeho podstavě a definují mezi sebou kanály pro proud vsázkového materiálu. Kromě toho může být tento kužel výhodně poháněn tak, že se otáčí kolem osy 18 šachtové pece.

Avšak v některých případech může být výhodné dodat více vsázkového materiálu do specificky úhlového sektoru dolní násypky 14 nebo opravit zbylou asymetrii uspořádání vsázkového materiálu v tomto sektoru. V tomto případě postačuje, aby byl vychylovací kužel 66 nepatrně přemístěn mimo polohu, ve které je vyrovnaný s osou 18, a to symetricky vzhledem k úhlovému sektoru, do kterého má být dodáno více vsázkového materiálu. Pro tento účel může být vychylovací kužel 66 například posunut v rovině kolmé k ose 18 šachtové pece. Alternativně by bylo rovněž možné vychýlit osu vychylovacího kužele 66 vzhledem kose 18 šachtové pece. Stavitelný vychylovací povrch potom skýtá možnost měnit podle potřeby distribuci vsázkového materiálu na povrch vsázky v šachtové peci 12.

Obr. 3A, 3B a 4A, 4B poskytují možnost porovnat sázecí zařízení podle vynálezu, které je zobrazeno na obr. 3A, 3B s konvenčním sázecím zařízením bez otáčivé násypky, které je zobrazeno na obr. 4A, 4B. Na rozdíl od sázecího zařízení podle vynálezu zahrnuje konvenční sázecí zařízení malý zvon 80 (horní zvon), který se může přemisťovat pod výpustným otvorem 82 horní násypky 84.

Nejdříve je nutné poznamenat, že v konvenčním sázecím zařízení z obr. 4A, 4B je průměr výpustného otvoru 82 mnohem větší než průměr D výpustného otvoru 50 v sázecím zařízení podle vynálezu z obr. 3A, 3B.

To je důsledkem skutečnosti, že šířka E prstencové oblasti, vymezené zvonem 80 a dolním okrajem násypky 84, musí mít určitou minimální hodnotu za účelem zabránění ucpání výpustného otvoru většími částicemi vsázkového materiálu.

Obr. 3A a 4A zobrazují začátek vyprazdňování dvou násypek 34 a 84. Profil vsázky v násypkách 34 a 84 je velmi asymetrický. Tato asymetrie je způsobena plněním násypek skipovými výtahy 36. 36'. V případě z obr. 4A zvon 80, který slouží nejen jako těsnicí zařízení, ale i jako zadržovací zařízení, vychyluje trajektorie částic vsázkového materiálu již uvnitř násypky 84 tak, že způsobuje radiální rozbíhání těchto trajektorií vzhledem k ose 18. V případě z obr. 3A proudový kužel, definovaný horní násypkou 34, místo toho způsobuje konvergenci trajektorií částic vsázkového materiálu k ose 18 tak, že se při výstupu z výpustného otvoru 50 vytváří kompaktní homogenní proud, který má téměř dokonalou osovou symetrii. K tomu dochází pouze ve vzdálenosti h od výpustného otvoru 50, to znamená, že v případě, kdy je již vytvořen kompaktní proud, se potom uvedeným způsobem soustředěný proud rozptyluje vychylovacím povrchem 66.

Rozdíl mezi oběma sázecími zařízeními je patrný z obr. 3B a 4B, na kterých jsou homí násypky 34, 84 téměř vyprázdněny. V případě z obr. 3B je osová symetrie proudu vsázkového materiálu díky soustředění proudu vsázkového materiálu při výstupu z homí násypky 34 zachována. Naproti tomu v případě z obr. 4B již neexistuje žádná osová symetrie proudu vsázkového materiálu. Je nutné poznamenat, že zbylé množství vsázkového materiálu, obsaženého v násypce 84 (obr. 4B), je v okamžiku, kdy proud vsázkového materiálu začal ztrácet osovou symetrii, ještě velmi velké. Naproti tomu v případě z obr. 3B je zbylé množství vsázkového materiálu, obsaženého v násypce 34 v okamžiku, kdy proud vsázkového materiálu začal již ztrácet osovou symetrii, velmi malé.

-7CZ 285214 B6

Obr. 5 zobrazuje mechanismus 100, 102, který umožňuje změnu polohy vychylovacího kužele 66 vzhledem k dolnímu zvonu. Tento vychylovací kužel 66 se podél nosných ramen 24, 26 uvádí do posuvného pohybu. Množina tyčí 110 spojuje vychylovací kužel 66 s tyčí 102, která probíhá skrze poháněči zařízení 30. V případě, že je tato tyč 102 posunuta blíže k šachtové peci, potom toto posunutí způsobí překlopení otáčecí komponenty 104 kolem její závěsné hřídele 106, uspořádané na nosném rameni 26. Toto překlopení komponenty 104 je provedeno ve směru šipky 108 a prostřednictvím tyče 110 způsobí posunutí vychylovacího kužele 66 ve směru šipky 112. Posunutí v opačném směru šipky 112 je dosaženo odtáhnutím tyče 102 dále od šachtové pece. Stejného mechanismu může být použito za účelem natáčení, je-li to potřeba, vychylovacího kužele 66 kolem osy rotace, která je kolmá k rovině výkresu.

Účinek, vyvolaný horizontálním posunutím vychylovacího povrchu 66, je patrný z obr. 6. Z obr. 6 může být zřejmé, že vychylovací kužel 66 je posunutý do pravé strany za účelem většího usměrnění vsázkového materiálu do levé části spodní násypky 14. Je nutné poznamenat, že toto posunutí vychylovacího kužele 66 se provádí ve vertikální rovině, která obsahuje osy obou dávkovačích otvorů horní násypky (=rovina obr. 2). Bylo zjištěno, že reziduální asymetrie povrchu vsázky ve spodní násypce 14 jsou maximální v rovině obr. 2 a minimální v rovině obr. 1. Osové posunutí vychylovacího kužele 66 se může během vyprazdňování horní výsypky 34 neustále upravovat. Tyto úpravy mohou být například dosaženy na základě testů provedených pro různé plnicí profily horní násypky 34 a pro různé vsázkové materiály.

Obr. 7 zobrazuje další variantu provedení vychylovacího povrchu podle vynálezu. V tomto provedení vychylovací povrch 66' nemá osovou symetrii, nýbrž je zavěšen nad dolním zvonem 20, což umožňuje otáčení tohoto povrchu kolem osy 18. Závěs tohoto vychylovacího povrchu 66' zahrnuje například válečkový prstenec 120 a množinu zubů, uspořádaných na tomto válečkovém prstenci, který je v záběru s pastorkem 124 poháněcího motoru 122. Tento motor 122 ie umístěný mimo šachtovou pec. Tento mechanický pohon je zvlášť jednoduchý a může být snadno chráněn proti teplu, vytvářeném uvnitř šachtové pece. Je nutné si uvědomit, že provedení s otočným vychylovacím povrchem umožňuje distribuování soustředěného proudu vsázkového materiálu s téměř dokonalou osovou symetrií na dolní zvon 20.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Sázecí zařízení pro šachtovou pec, zahrnující dolní násypku (14), vymezující výpustný otvor (16) nad povrchem vsázky v šachtové peci; dolní zvon (20), vykazující blokovací polohu, ve které zahrazuje uvedený výpustný otvor (16) dolní násypky (14), a otevřenou polohu, ve které se nachází vertikálně pod uvedeným výpustným otvorem (16); prostředky (24, 26, 28, 30) pro posouvání uvedeného dolního zvonu (20) ve vertikálním směru z jeho blokovací polohy do jeho otevřené polohy a naopak; horní násypku (34) uspořádanou nad uvedenou dolní násypkou (14), připojenou ktéto dolní násypce a vzduchotěsně izolovanou od této dolní násypky; dolní blokovací prostředky (48, 60), které jsou připojeny mezi dolní násypkou (14) a horní násypkou (34) a vykazují blokovací polohu, ve které vzduchotěsně izolují horní násypku (34) od dolní násypky (14) a zadržují vsázkový materiál v horní násypce (34), a otevřenou polohu, ve které umožňují spojení mezi horní násypkou (34) a dolní násypkou (14) a uvolňují proud vsázkového materiálu proudícího z horní násypky (34) do dolní násypky (14); alespoň jedno plnicí zařízení (38, 38') pro horní násypku (34), které je uspořádáno nad touto horní násypkou a které je na jedné straně ve styku s atmosférou a na straně druhé s uvedenou horní násypkou (34); alespoň jedno horní těsnicí zařízení (40, 40') připojené mezi uvedenými plnicími zařízeními a horní

-8CZ 285214 B6 násypkou (34), které umožňuje vzduchotěsně izolovat horní násypku od atmosféry, vyznačené tím, že uvedené dolní blokovací prostředky (48, 60), připojené mezi dolní násypkou (14) a horní násypkou (34), jsou ve své otevřené poloze uspořádány takovým způsobem, že uvolňují centrální průchod (50), který je uspořádán v podstatě souose s osou (18) šachtové pece, pro proud vsázkového materiálu tak, že se pod horní násypkou (34) vytvoří proud vsázkového materiálu ve formě kompaktního proudu vsázkového materiálu, přičemž uvedené prostředky (28, 30, 24, 26) pro vertikální posouvání dolního zvonu jsou umístěny mimo prostor, kteiý zaujímá uvedený kompaktní proud vsázkového materiálu, a nad dolním zvonem je uspořádán povrch (66) pro vychylování kompaktního proudu vsázkového materiálu tak, že nad spodním zvonem dochází k rozbíhání tohoto kompaktního proudu vsázkového materiálu.
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že uvedené blokovací prostředky (48, 60), připojené mezi dolní násypkou (14) a horní násypkou (34), zahrnují těsnicí zařízení (52, 48) a zadržovací zařízení (60), přičemž uvedená těsnicí zařízení (52, 48) jsou uspořádána pod uvedeným zadržovacím zařízením (60).
3. Zařízení podle nároku 2, vyznačené tím, že uvedené těsnící zařízení (48) zahrnuje pružné těsnicí spojení.
4. Zařízení podle nároku 2 nebo 3, vyznačené tím, že uvedené těsnicí zařízení (48) je tvořeno těsnicím klapkovým uzávěrem, uspořádaným pod horní násypkou (34).
5. Zařízení podle nároku 4, vyznačené tím, že uvedený těsnicí klapkový uzávěr zahrnuje blokovací mechanismus (54); lůžko (52), sdružené s tímto blokovacím mechanismem (54), přičemž toto lůžko je těsnicím způsobem připojeno k uvedené horní násypce (34) a obklopuje prostor zabíraný kompaktním proudem vsázkového materiálu, prostředek (56) pro přemísťování uvedeného blokovacího mechanismu mezi jeho boční polohou, ve které se nachází mimo uvedený prostor zabíraný kompaktním proudem vsázkového materiálu, a jeho blokovací polohou, ve které se nalézá proti jeho lůžku (52) a prostředek pro přiložení blokovacího mechanismu (54) v jeho blokovací poloze pevně na lůžko (52).
6. Zařízení podle nároků 2až5, vyznačené tím, že uvedené zadržovací zařízení (60) zahrnuje množinu pohyblivých blokovacích mechanismů tak, že kolem sázecí osy vytvářejí symetrický výpustný otvor.
7. Zařízení podle nároku 4, vyznačené tím, že uvedené zadržovací zařízení zahrnuje zvon (60), který může být v horní násypce (34) posouván mezi dolní polohou, ve které blokuje výpustný otvor (50) a horní zvýšenou polohou, ve které uvolňuje uvedený výpustný otvor (50).
8. Zařízení podle nároků laž7, vyznačené tím, že uvedený vychylovací povrch (66) je tvořen rotačním kuželem, jehož vrchol je orientován k horní násypce (34) a jehož osa je souosá s osou kompaktního proudu vsázkového materiálu.
9. Zařízení podle nároku 8, vyznačené tím, že uvedený rotační kužel (66) je opatřen vodícími žebry, které probíhají z vrcholu tohoto kužele kjeho podstavě tak, že definují proudové kanály pro vsázkový materiál.
10. Zařízení podle nároků laž9, vyznačené tím, že zahrnuje mechanismus (100, 102), který umožňuje měnit polohu uvedeného vychylovacího povrchu (66) nad uvedeným dolním zvonem (20).

-9CZ 285214 B6
11. Zařízení podle nároku 10, vyznačené tím, že uvedený mechanismus zahrnuje množinu tyčí (110), které umožňují ve v podstatě horizontální rovině přemístění vychylovacího povrchu (66).
12. Zařízení podle nároku 10, vyznačené tím, že uvedený mechanismus zahrnuje množinu tyčí (110), které umožňují otáčení uvedeného vychylovacího povrchu (66) kolem v podstatě horizontální osy.
13. Zařízení podle nároků laž9, vyznačené tím, že zahrnuje mechanismus (120) pro zavěšení uvedeného vychylovacího povrchu (66') nad dolním zvonem (20), který je upraven takovým způsobem, že se uvedený vychylovací povrch (66') může otáčet kolem středové osy dolního zvonu (20); a poháněči mechanismus (124, 126), který umožňuje otáčení uvedeného vychylovacího povrchu (66').
14. Zařízení podle nároků 13, vyznačené tím, že uvedený závěsný mechanismus zahrnuje válečkový prstenec (120), a uvedený poháněči mechanismus zahrnuje množinu zubů na válečkovém prstenci a pastorek (124), uspořádaný uvnitř šachtové pece, a hnací motor (122) pro pastorek (124) uspořádaný mimo šachtovou pec.