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Verstellbarer Schlagpanzer für Schachtöfen, insbesondere Hochöfen
Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Schlagpanzer für Schachtöfen, insbesondere
für Hochöfen. Solche Schlagpanzer sind bei Hochöfen unterhalb der Gicht angeordnet
und bestehen vielfach aus fest oder beweglich aufgehängten, zumeist kreisförmig
angeordneten Segmenten.
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Ein gleichmäßiger und einwandfreier Ofengang mit guter Durchgasung
ist bei Hochöfen eine der wichtigsten Voraussetzungen für einen niedrigen Koksverbrauch
und eine gleichmäßige Zusammensetzung des erblasenen Roheisens. Dabei wird die Durchgasung
der Schüttung und der Ofengang von der Möllerverteilung maßgebend beeinflußt. Die
Möllerverteilung bzw. die Ausbildung des Profils der Schüttung hängt, abgesehen
von der Konsistenz des Möllers, im wesentlichen vom Abstand des Schlagpanzers zum
Glockenrand der Gichtglocke einerseits und zum Ofenmauerwerk anderseits ab. Der
günstigste Abstand des Schlagpanzers ist dabei von der Art des jeweils verwandten
Möllers, insbesondere von dessen Stückgröße abhängig, so daß es in der Vergangenheit
nicht an Versuchen gefehlt hat, die Schüttung entsprechend dem jeweils verwandten
Möller durch Verstellen des Schlagpanzers zu beeinflussen.
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Aus der deutschen Patentschrift 1067047 ist ein Schlagpanzer
für Hochöfen bekannt, der aus einzelnen, nebeneinanderliegenden Segmenten besteht,
die in Längsrichtung in mehrere Teilstücke unterteilt sind, wobei diese durch Kettenglieder
beweglich miteinander verbunden sind. Obgleich bei dieser bekannten Ausführung die
einzelnen Teilstücke jeden Schlagpanzersegments beweglich miteinander verbunden
sind und damit ein Verziehen der Stahlsegmente infolge des in vertikaler Richtung
herrschenden Temperaturgefälles vermieden wird, handelt es sich um einen in bezug
auf das Mauerwerk und den Glockenrand ortsfesten Schlagpanzer, bei dem das Profil
der Schüttung während des Ofenbetriebes nur durch Veränderung der Teufe beeinflußt
werden kann. Die Änderung der Ofenteufe bleibt jedoch nicht ohne Einfluß auf die
Zusammensetzung des Roheisens und des Gichtgases sowie auf dessen Temperatur. Schließlich
verliert der Hochofen auch an wirksamem Nutzinhalt, wenn sich die günstigste Schüttung
erst bei größerer Teufe einstellt.
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Mit dem Problem der Erwärmung der Schlagpanzerteile befassen sich
auch die deutsche Patentschrift 965 905 sowie das deutsche Gebrauchsmuster 1791645,
wobei es sich jedoch in beiden Fällen - vom Bewegungsspiel der Segmentbefestigung
zum Ausgleich der Wärmedehnung abgesehen - um ortsfeste Schlagpanzer handelt.
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Weiterhin ist aus der deutschen Auslegeschrift 1003 775 ein aus nebeneinanderliegenden
Segmenten bestehender, beweglich aufgehängter Schlagmantel für Schachtöfen bekannt,
bei dem zur Vermeidung von Beschädigungen des Mauerwerks infolge Auspendelns der
Schlagpanzersegmente diese an einem an der Ofengicht beweglich befestigten Tragring
aufgehängt sind. Durch am Ofenmantel angebrachte Anschläge und einen die Schlagpanzersegmente
umgreifenden Haltering ist die Bewegung des Schlagpanzers so begrenzt, daß es sich
auch hier praktisch um einen ortsfesten Schlagpanzer handelt, wenngleich dieser
im Abstand vom Ofenmantel angeordnet ist. Somit besitzen auch diese Ausführungen
die bereits beschriebenen Nachteile ortsfest montierter Schlagpanzer.
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Schließlich sind nach den deutschen Patentschriften 478 838 und 625
591 Schlagpanzer für Schacht-bzw. Hochöfen bekannt, die aus einzelnen, nicht beweglich,
jedoch in bezug auf die Ofenachse verstellbaren Segmenten bestehen. Die einzelnen
Segmente sind dabei an ihrem oberen Ende ortsfest gelagert und können mittels weiter
unten angreifender Verstellstangen verschwenkt werden. Auf diese Weise kann die
Konizität des Schlagpanzers, ausgehend von einer zylindrischen Grundform, zwar in
gewissen Grenzen in beiden Richtungen verändert werden, der maßgebende Abstand zwischen
Glockenrand und Ofenmauerwerk und der Durchmesser des Schlagpanzers lassen sich
jedoch auch bei diesen beiden Ausführungen ebensowenig verstellen, wie bei den bereits
beschriebenen Vorrichtungen. Zudem sind die Segmente, da sie nicht beweglich aufgehängt
sind, einem außerordentlich starken Verschleiß unterworfen.
Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, einen Schlagpanzer zu
entwickeln, dessen Abstand vom Glockenrand einerseits und vom Ofenmauerwerk anderseits
zur Beeinflussung der Schüttung verändert werden kann. Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch einen Schlagpanzer gelöst, dessen Durchmesser veränderlich ist, und
zwar bei stets paralleler bzw. vertikaler Führung der einzelnen Schlagpanzersegmente.
Im einzelnen besteht die Lösung darin, daß sich die Schlagpanzersegmente seitlich
überlappen und an in einem Festpunkt angelenkten Haltestäben beweglich befestigt
sind, und daß an der Außenseite jeden Segments im Abstand voneinander keilförmige
Gleitstücke vorgesehen sind, die mit konisch gestalteten, höhenverstellbaren und
am Ofenmantel durch Stützen geführten Gleitringen gleichen Neigungswinkels zusammenwirken,
die von außen her durch Gestänge, Ketten od. dgl. zu betätigen sind. Dabei hat es
sich als vorteilhaft erwiesen, die Haltestäbe am Gichttrichter aufzuhängen, wenngleich
die Lage des Festpunktes der Aufhängung je nach Ofenbauart verschieden sein kann.
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Das der Erfindung zugrundeliegende Lösungsprinzip ist nicht verlassen,
wenn die Gleitringe am Ofenmantel ortsfest angeordnet und die Segmente über ein
Gestänge höhenverstellbar sind. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich im wesentlichen
um eine kinematische Umkehrung des Lösungsprinzips, wobei es völlig gleichgültig
ist, ob das Betätigungsgestänge nun an den Segmenten selbst, an deren Gleitstücken
oder an den Haltestangen angreift.
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Wesentlich für die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe
ist bei allen Ausführungsformen vor allem die Tatsache, daß der Aufhängepunkt jeden
Schlagpanzersegments auf einem Kreisbogen um die Aufhängung der Haltestäbe als Festpunkt
beweglich ist. Im Gegensatz dazu besitzen die nach dem Stande der Technik bekannten
Schlagpanzer, soweit sie überhaupt verstellt werden können, einen jeweils ortsfesten
Drehpunkt, so daß sich bei der Schlagpanzerverstellung zwangläufig die Neigung der
Segmente verändert, während bei dem Schlagpanzer nach der Erfindung jedes Segment
seine zur Ofenachse parallele Lage beibehält und die Haltestangen die Neigung vollführen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen
Vertikalschnitt durch eine Hochofengicht mit dem verstellbaren Schlagpanzer nach
der Erfindung und F i g. 2 einen Horizontalschnitt durch den Schlagpanzer nach F
i g. 1.
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Der abgebildete Hochofenkopf besteht im wesentlichen aus dem Ofenmantel
3, dem Gichttrichter 4
und der darin befindlichen Gichtglocke 5. Am
Lichttrichter 4 ist bei 6 als Festpunkt über Haltestäbe 7 der Schlagpanzer nach
der Erfindung befestigt. Dieser besteht aus einzelnen einander jeweils seitlich
überlappenden und parallel zur Ofenachse verlaufenden einzelnen Segmenten 8, wobei
die Anzahl der erforderlichen Segmente vom jeweiligen Ofendurchmesser abhängig ist.
Die Segmente sind so angeordnet, daß jeweils ein Segment vor seinen beiden Nachbarsegmenten
liegt, während das nächstfolgende Segment hinter seinen Nachbarsegmenten liegt usf.
(vgl. F i g. 2). Jedes Segment 8 ist mit im Abstand voneinander befindlichen keilförmigen
Gleitstücken 9, 9' ausgestattet und besitzt eine eigene Aufhängung in Gestalt eines
Haltestabes 7, der gelenkig mit jeweils einem Keilstück 9 verbunden ist. Die Segmente
8 hängen demnach an den Haltestäben 7 und werden in radia= ler Richtung durch einen
Rahmen geführt, der im wesentlichen aus zwei konischen Gleitringen 10, 10' besteht,
die eine den keilförmigen Gleitstücken 9, 9' entsprechende Neigung besitzen und
über Zwischenstäbe 11 starr miteinander verbunden sind. Der Rahmen 10, 10', 11
ist in am Ofenmantel 3 befestigten Führungsstücken 12 geführt und kann mittels
des am oberen Gleitring angreifenden Gestänges 13 gehoben oder abgesenkt werden.
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Da die Aufhänge- bzw. Festpunkte 6 sich in größerem Abstand von der
Ofenachse befinden als die Schwerpunkte der Schlagpanzersegmente 8, bleiben die
Gleitflächen der keilförmigen Gleitstücke 9, 9' und der Gleitringe
10, 10' in ständiger Berührung miteinander. Durch Anheben des sich über die
Führungsstücke 12 am Ofenmantel 3 abstützenden Rahmens 10, 10', 11 werden
die Schlagpanzersegmente 8 entgegen der in die Horizontale fallenden Schwerkraftkomponente
von den Gleitringen 10, 10' über die keilförmigen Gleitstücke 9, 9' in Richtung
auf die Ofenachse bewegt, wobei sich der Schlagpanzerdurchmesser stetig verringert.
Beim Absenken des Rahmens 10, 10', 11
mittels des Gestänges 13 gelangen
die Schlagpanzersegmente 8 unter der Einwirkung ihrer horizontalen Schwerkraftkomponente
wieder in ihre Null-Stellung zurück, in der ihr Schwerpunkt senkrecht unter dem
jeweiligen Festpunkt 6 liegt.
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In der Null-Stellung hat der Schlagpanzer seinen größten Durchmesser.
In dieser Stellung läßt sich bis zu einer bestimmten, von der jeweiligen Schachtdimensionierung
abhängigen Teufe eine V-Schüttung erzielen, während sich beim kleinsten Schlagpanzerdurchmesser
unabhängig von der Teufe eine ausgeprägte M-Schüttung erreichen läßt. Infolge der
stetigen Durchmesseränderung läßt sich mittels des Schlagpanzers nach der Erfindung
somit jede gewünschte Schüttung zwischen dem V-Profil einerseits und dem M-Profil
anderseits erreichen. Mithin besteht über die Veränderung des Schlagpanzerdurchmessers
eine Möglichkeit, die Durchgasung, den Ofengang, die Gichtgastemperatur und -zusammensetzung
und schließlich auch die Zusammensetzung des erblasenen Roheisens weitestgehend
unabhängig von der Korngröße des Möllers zu beeinflussen.
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Bei einer anderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführung
kann der Rahmen auch starr mit dem Ofenmantel verbunden sein und das Gestänge an
den Gleitstücken oder den Haltestäben angreifen. Allen Ausführungsformen ist jedoch
das eine gemeinsam, daß sich an der Außenseite der Segmente einerseits und am Ofenmantel
anderseits abstützende, Abstand vergrößernde Elemente vorgesehen sind, die während
des Hebens bzw. Senkens der Schlagpanzersegmente die lichte Weite des Schlagpanzers
verringern bzw. vergrößern.