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Drehbare Begichtungseinrichtung eines fortlaufend mit ebenem Spiegel
zu füllenden Schachtes, insbesondere eines Hochofens Die Erfindung betrifft eine
drehbare Begichtungseinrichtung eines fortlaufend mit ebenem Spiegel zu füllenden
Schachtes, insbesondere eines Hochofens oder eines Kalkbrennofens. Sie besitzt eine
zentrisch zur Achse des Schachtes umlaufende Trichterschurre und eine Vorrichtung
zur Verteilung des Beschikkungsgutes auf einzelne konzentrische Kreisringe des Schachtspiegels.
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Nach einem nicht vorveröffentlichten älteren Vorschlag mündet die
Trichterschurre auf einen Horizontalförderer, dessen Abwurfstelle in einem zur Achse
des Schachtes konzentrischen Kreis umläuft. Der Kreisradius ist veränderlich, so
daß die Abwurfstelle mit einer Anzahl eng aneinandergrenzender Kreisbahnen den gesamten
Schachtquerschnitt bestreicht und damit das von der Trichterschurre erhaltene Beschickungsgut
gleichmäßig auf den Schachtspiegel verteilt.
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Die Erfindung bezweckt, eine Begichtungseinrichtung zu schaffen, die
im Innenraum des Schachtkopfes möglichst keine empfindlichen Maschinenaggregate
wie Förderer, Rollenführungen od. dgl. benötigt. Damit wird die drehbare Begichtungseinrichtung
vor allem für diejenigen Bedarfsträger ein betriebssicheres Element, bei denen wie
bei einem Hochofen mit z. B. 250 mm WS Innendruck bei bis zu 350° C Abgastemperatur
besonders schwere Betriebsbedingungen vorliegen.
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Gemäß der Erfindung zielt die Mündung der Trichterschurre auf Mundstücke
von auf dem Umfang eines Kreises verteilten Verteilerschurren. Die Mündungen der
Verteilerschurren berühren den Spiegel des Schachtes nahezu und weisen einen Abstand
von der Achse des Schachtes derart auf, daß jede einzelne von ihnen während einer
Umdrehung der Begichtungseinrichtung einen Kreisring beschreibt, der die von den
übrigen Mündungen beschriebenen- Kreisringe zum lichten Schachtquerschnitt ergänzt.
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Die Mündung einer Trichterschurre auf Mundstücke von auf dem Umfang
eines Kreises verteilten Verteilerschurren zielen zu lassen, ist bei einer Vorrichtung
zur Verteilung eines Schüttgutes auf jeweils eine von einer Anzahl nicht drehbarer,
sternförmig angeordneter Schurren, z. B. einer Anlage zum Füllen von Säcken bekannt.
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Bekannte Beschickungsvorrichtungen von Schachtöfen erzeugen keinen
für die Ofenführung im allgemeinen ausreichend gleichmäßigen Schachtspiegel. Sie
verwenden entweder Trichterschurren, die zugleich den Abwurf des Gutes auf einer
Kreisbahn bewirken, oder sie verwenden bereits die Hintereinanderanordnung einer
Trichterschurre und einer Verteilerschurre. Die Mündung der Verteilerschurre beschreibt
aber keine konzentrischen Kreise.
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Die Mündung der Trichterschurre kann eine Austrittsöffnung sein, die
auf dem Teilkreis der Mundstücke um jeweils eine Teilung relativ drehbar ist. Die
dabei erforderlich werdende besondere Drehbühne ist unempfindlich und von einfacher
Konstruktion; sie ist in allen mechanischen Teilen von außen leicht zugänglich.
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Die Mündungen der Verteilerschurren, die den Spiegel nahezu berühren,
können radial aneinandergrenzend angeordnet sein; oder es können die Mündungen und
die Mundstücke der Verteilerschurre in ein und derselben Radialebene liegen. Die
letztere Ausführungsform ergibt meist einfachere Konstruktionsverhältnisse.
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Das bei einem Schachtofen, z. B. einem Hochofen bestehende eingangs
genannte zusätzliche Problem, den Schacht mit mehreren Stoffen in einem Mischungsverhältnis
zu beschicken, kann ohne von vorstehenden abweichenden Mitteln allein durch Vervielfachung
der Mittel gelöst werden. Die Erfindung sieht dazu vor, daß bei einem mit einem
Gemisch betriebenen Schachtofen, im Teilkreis versetzt, Mundstücke eines weiteren
Verteilersystems angeordnet sind, wobei die Trichterschurre entsprechend der Komponentenanzahl
des Gemisches an der Mündung in konzentrische Ringe aufgeteilt ist, von denen jeder
daran anschließende Ringkanal sowie der zentrische Kanal in eine separate Mündung
ausläuft.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Mündungen der Verteilerschurren
bis nahezu auf einen Spiegel geführt sein, der tiefer liegt als der Gasabzug eines
Schachtofens.
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Ferner kann bei einem Schacht, der unter einem vom Druck der Umgebungsluft
verschieden hohen
Innendruck steht, innerhalb der Beäichtungseinrichtung
oder an einer ihr vorgeordneten Zuteileinrichtung eine Vorrichtung vorgesehen sein,
die die Gasräume sperrt, aber dem Beschickungsgut den Durchtritt ermöglicht, z.
B. eine mit e*rem Ventilator betriebene »Gassperre«, die die Trichterschurrc mö;-lichst
an deren engste Stelle durchquert. Gassperren für ähnliche Zwecke sind an sich bekannt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen schematisch
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 im Längsschnitt eine Begichtungseinrichtung für einen
Hochofen mit zeitlich getrennter Aufgabe der Gemischkomponenten oder mit Vormischung
außerhalb der Einrichtung, F i g. 2 die Anordnung nach F i g. 1, im Querschnitt
nach Linie II-II, jedoch weiter schematisiert, F i g. 3 einen Querschnitt, vergleichbar
mit F i g. 2, jedoch mit einem gegenüber der Anordnung nach F i g. 1 und 2 andersartigen
Verteilerschurrensystem, system, ähnlich F i g. 5, F i g. 4 im Längsschnitt eine
Begichtungseinrichtung ähnlich F i g. 1, jedoch mit gleichzeitiger getrennter Aufgabe
von zwei Gemischkomponenten, F i g. 5 die Anordnung nach F i g. 4, im Querschnitt
nach Linie IV-IV, jedoch weiter schematisiert, F i g. 6 einen Querschnitt, vergleichbar
mit F i g. 5, jedoch mit einem gegenüber der Anordnung nach F i g. 4 und 5 andersartigen
Verteilerschurrensystem, ähnlich F i g. 5, Auf einem aus einem gemauerten Schacht
1 und einem Mantelgerüst 2 bestehenden oberen Ende eines Hochofens sitzt
eine erfindungsgemäße drehbare Begichtungseinrichtung 3. Das Schachtmauerwerk 1
endet in ein Halsstück 4, an das Gichtgasabzüge 5 angeschlossen sind, die in Gichtgasleitungen
6 übergehen. 7 ist der Ofenspiegel. 8 ist der Gassammelraum.
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Das Mantelgerüst 2 endet am Ofenkopf in Konsole 9, die den
inneren Teil der Gichtbühne 10 tragen. Auf den Konsolen ist eine zu einem
Ring gebogene Schiene 11 befestigt, auf der mit Rollen 12
eine Drehbühne
13 läuft. Die Drehbühne 13 ist hier der gesamte sich mit ihr drehende Teil, im engeren
Sinne aber die obere Plattform eines Grüstes 14, das in ähnlicher Weise wie die
Gichtbühne 10 eine zu einem Ring gebogene Schiene 15 besitzt. Auf der Schiene
15 läuft mit Rollen 16 eine Trichterschurrenglocke 17. Die Drehbühne
13 trägt außen einen Zahnkranz 18, der über ein Ritzel 19 und ein
Kegelradgetriebe 20 mit einem Getriebemotor 21 verbunden ist. Entsprechend trägt
die Trichterschurrenglocke 17 außen einen Zahnkranz 22, der über ein Ritzel 23 und
ein Kegelradgetriebe 24 mit einem Getriebemotor 25 verbunden ist. Die Drehbühne
13 ist mittels Kragenmanschette 26 und einer z. B. mit temperaturbeständigem Silikonöl
gefüllten Ringtasse 27 gegen den Gichtgasdruck von etwa 250 mm WS abgedichtet. Entsprechend
besitzt die Triehterschurrenglocke 17 eine Kragenmanschette 28 und eine Ringtasse
29. Die Ringtasse 29 ist das obere Ende eines konisch verengten Halses
30 der Drehbühne 13.
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Die Trichterschurrenglocke 17 nimmt fest eine Trichterschurre
31 auf, deren Mundstück 32 konzentrisch zur Schachtachse 33 sitzt.
Der Pfeil 34 deutet das Beschickungsgut an. Die dem Mundstück 32 vorgeordnete
Zuteileinrichtung ist nicht gezeichnet. Sie kann eine den Materialstrom selbsttätig
steuernde Zuteileinrichtung sein, die aus einem auf dem Ofenkopf angeordneten Bunker
gespeist wird. Das System Trichterschurre, Zuteileinrichtung und Bunker bedarf an
irgendeiner Stelle einer Vorrichtung, die dem Gichtgas, das sich in der glockenförmigen
Begichtungseinrichtung sammelt, den Austritt verwehrt. Die Vorrichtung kann eine
Schleuse sein. In der Zeichnung ist aber symbolisch eine »Gassperre« 35 angedeutet,
die die Trichterschurre an der engsten Stelle durchquert, und die in Pfeilrichtung
36 durch die Wirkung eines Ventilators z. B. mit Gichtgas betrieben wird. Die Trichterschurre
31 knickt zu einer in einem Abstand von der Schachtachse 33 angeordneten Mündung
37 ab, die in der gezeichneten Stellung auf ein Mundstück 38a von insgesamt sechs
auf dem Umfang eines Kreises gleichmäßig verteilten Mundstücken 38 zielt. Zielen
heißt hier, daß die Kanalöffnungen miteinander fluchten, sich aber nicht berühren.
Die Mündung 37 kann bei einer Relativverdrehung der Trichterschurrenglocke um jeweils
60° auf jedes andere der sechs Mundstücke 38
zielen.
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Die Mundstücke 38 gehören zu sechs voneinander unabhängigen
Verteilerschurren. Die Mündungen 39 der Verteilerschurren sind die Enden eines bis
nahezu auf den Ofenspiegel 7 herabgezogenen Bauteiles 40,
in dem sechs Vertikalkanäle
zusammengefaßt sind. Die Kanäle sind durch Rinnen, die in F i g. 2 durch gestrichelte
Pfeile angedeutet sind, mit jeweils einem der sechs Mundstücke 38 verbunden.
Im übrigen ist in der gesamten Beschreibung baulich nicht zwischen Kanälen, Rohren
und Rinnen unterschieden. Es liegt im Rahmen der Erläuterung der Beschreibung eines
Schemas, alle jene Teile einheitlich mit Schurre zu bezeichnen.
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Zu der baulichen Ausführung der vorstehend im einzelnen benannten
Einrichtung wird bemerkt, daß zum Zweck einer schonenden Aufbringung des Beschickungsgutes
an sich schräge Kanäle vorzuziehen sind, daß aber vertikale Kanäle einem geringeren
Wandverschleiß unterliegen. Die Bauhöhe der Einrichtung wird z. B. dadurch wesentlich
kleiner, wenn die Mundstücke 38 der Verteilerschurren unmittelbar schräg mit den
Mündungen 39 verbunden sind. Ferner wird bemerkt, daß es für die Erfindung
unbeachtlich ist, ob die Einrichtung auf dem Ofenkopf zusammengebaut wird oder als
vollständige Baueinheit auf den Kopf des Hochofens aufgesetzt wird.
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F i g. 3 zeigt eine Anordnung, bei der die Verteilerschurren
41 nicht zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind. Die Verteilerschurren sind
strahlenförmig getrennt am Halsstück 30 der Drehbühne 13
befestigt.
Die Anordnung ist übersichtlicher.
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In der in F i g. 4 dargestellten anderen Anordnung der Begiehtungseinrichtung
sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Unterschiedlich ist folgendes:
Die Trichterschurre 42 ist am Mundstück konzentrisch aufgeteilt, und zwar in einen
zentrischen Kreis, auf den der Pfeil 43 zielt und in einen Ring, auf den der Pfeil
44 zielt. Die daran anschließenden Kanäle enden in Mündungen 45 und
46, wobei die Mündung 46 der Mündung 45 benachbart ist. Im
Kreis, in dem die sechs Mundstücke 38 verteilt sind, liegen phasenversetzt
aber mit gleicher Teilung Mundstücke 47. In der Draufsicht nach F i g. 5 führen
die daran angeschlossenen Verteilerschurren 48 in gleicher Weise wie bei der Anordnung
nach F i g. 3
zu Mündungen 49, die nahezu den Ofenspiegel 7 berühren.
Die Schurren 41 und 48 bilden Baueinheiten. Mit den bereits erwähnten
Überlegungen kann an die Stelle der Schurrenkombinationen 41/48 eine Schurrenkombination
nach F i g. 6 treten. F i g. 6 zeigt eine entsprechende Weiterbildung der Anordnung
nach F i g. 2. Dort sind die zu den Mündungen 39 und 50 führenden Kanäle zu einer
Baueinheit 51 zusammengefaßt, die über entsprechende Rinnen mit den beiden Sätzen
Mundstücke 38 und 52 verbunden sind.
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Betriebsweise: Während des Betriebes des Hochofens befindet sich die
Drehbühne 13 in gleichmäßiger Drehung. Der Pfeil 34 möge ein vorher, d. h. oberhalb
der Begichtungseinrichtung hergestelltes Gemisch von Erz, Koks und Kalkstein darstellen.
Das Gemisch fällt durch die Trichterschurre 31 aus der Mündung 37 in das Mundstück
38 a und von dort auf eine in F i g. 2 angedeutete Kreisbahn 53. Die Kreisbahn 53
wird in einer oder mehreren Umdrehungen der Bühne 13 bis zu einer vorbestimmten
verhältnismäßig geringen Höhe aufgefüllt. Ein nicht gezeichneter Schleppschlag gibt
bei genügend hoher Auffüllung ein Kommando an eine Steuereinrichtung, die den Getriebemotor
25 in Tätigkeit setzt. Hierdurch erfährt die Trichterschurre 31 eine Verdrehung
um 60° gegenüber der Drehbühne 13, so daß das Mundstück nunmehr auf die Mündung
38 b zielt. Hier wiederholt sich der Vorgang, einen Kreisring des lichten Ofenquerschnitts
aufzufüllen. Ist dies geschehen, so wird das Mundstück 37 auf die Mündung c geschaltet
usw. Bei gleichbleibendem Mengenfluß des Beschickungsgutes vollführt die Drehbühne
bei konstanter Drehgeschwindigkeit entsprechend des großen Auffüllvolumens in den
Kreisbahnen des Außenbereiches des Ofenquerschnittes mehr volle Umdrehungen als
bei der Auffüllung eines Kreisringes in der Nähe der Ofenachse.
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Es ist für die Erfindung unbeachtlich, ob der Materialfluß 34 während
der Relativverdrehung des Mundstückes 37 abgestellt wird oder nicht abgestellt wird.
Bei nicht abgestelltem Materialfluß fällt eine geringe Menge Beschickungsgut zwischen
die Mundstücke 38. Die Mengen können aber zumal dann, wenn die Relativverdrehung
rasch vorgenommen wird, vernachlässigbar gering gehalten werden. Der Materialfluß
34 kann also durchaus gleichmäßig betrieben werden.
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Anstatt die Beschickungskomponenten oberhalb der Begichtungseinrichtung
zu mischen, kann man sie nacheinander einzeln auf die Trichterschurre 31 aufgeben.
So z. B. wird auf den Ofenspiegel etwa auf der Kreisbahn 53 eine Schicht Erz aufgebracht,
dann eine Schicht Koks und dann eine Schicht Kalkstein.
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Die Anordnung nach F i g. 4 und 5 gestattet, die Gemischkomponenten
gleichzeitig in den Ofen einzuführen. Die Zeichnung enthält zwar nur den Transportweg
von zwei Komponenten. Man kann sich aber leicht vorstellen, daß eine weitere Unterteilung
der Trichterschurre und des Verteilersystems für drei und noch mehr Beschickungskomponenten
möglich ist. In der Patentzeichnung würde eine solche Anordnung aber unübersichtlich
sein. In dem Beispiel entspreche der Pfeil 44 der Aufgabe von Erz und der Pfeil
43 der Aufgabe von Koks. Bei stillstehender Trichterschurrenglocke 17 wird in der
in dem Beispiel gezeichneten Stellung des Mundstückpaares 45/46 die Verteilerschurreneinheit
41/48 beaufschlagt, so daß der Ofenspiegel in der Kreisbahn 54 aufgefüllt
wird. Dabei fällt das Erz und der Koks nahezu gleichzeitig auf diese Kreisbahn.
Jedes Volumenelement des Ofenspiegels und damit auch der gesamten Höhe der Schachtfüllung
kann hierdurch auf das vorbestimmte Soll-Mischungsverhältnis gebracht werden. Dies
letztere ist außer der absoluten Kontinuität des Materialflusses der drei Komponenten
der zusätzliche Vorteil einer Anordnung nach F i g. 4 gegenüber einer Anordnung
nach F i g. 1.
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Ein Ersatz der Verteilerschurrenanordnung entsprechend F i g. 6 wirkt
sich auf die Betriebsweise der Beschickung nicht aus. Diese und andere Anordnungen
sind baulich bedingt.
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In beiden Beispielen ist der Ofenspiegel ? als gerade Linie gezogen.
Der Ofenspiegel ist in Wirklichkeit nur im wesentlichen eben. Das heißt, die Unebenheiten,
die durch die zeitlich nacheinander folgenden Auffüllungen in den Ringzonen bedingt
sind, können so klein gehalten werden, daß dadurch keine Entmischung des unmittelbar
auf dem Ofenspiegel hergestellten Gemisches etwa durch eine Böschungswirkung auftritt.
Durch Fühlorgane ganz einfacher Bauart abgetastet, ist die jeweilige Höhe des Ofenspiegels
nur in geringen Grenzen schwankend. Die Gichtgasabzüge 5 können daher in ganz geringem
Abstand oberhalb des Ofenspiegels angeordnet werden, ohne daß Gefahr besteht, die
Öffnungen durch Materialteilchen zu verstopfen. Dies bedeutet einen Gewinn an nutzbarer
Ofenhöhe.