DE1408098C - Vorrichtung zur Gasprobenentnahme und Temperaturmessung bei Schachtofen, insbesondere Hochofen - Google Patents
Vorrichtung zur Gasprobenentnahme und Temperaturmessung bei Schachtofen, insbesondere HochofenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Gasprobenentnahme und Temperaturmessung
bei Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, mit einem doppelwandigen kühlmitteldurchströmten Meßrohr,
das von einer Ofenplattform aus horizontal in die Ofenbeschickung eingeführt wird.
Aus »Stahl und Eisen«, 1952, S. 1325 bis 1328, ist bereits eine derartige Vorrichtung bekannt; diese
hat sich jedoch insofern nicht bewährt, als die Meßsonde mittels eines über ein Vorgelege angetriebenen
Seilzuges in den Ofenschacht eingeführt wird. Der Seilzug ist durch ein im Ofenschacht ortsfest verlegtes
Tragrohr geführt, das nicht nur einer außerordentlich starken Beanspruchung durch niedergehenden
Möller unterliegt, sondern seinerseits auch zu einer Störung des Ofengangs führen kann. Außerdem
ergeben sich bei der Führung des Seils und der Sonde durch den Ofenpanzer und das Futter Dichtungsprobleme,
die insbesondere angesichts der Gefahr eines Kohlenmonoxydaustritts schwerwiegender
Natur sind.
Weiterhin ist aus der Zeitschrift »Neue Hütte«, 1958, S. 404 bis 407, eine Thermosonde bekannt, die
mittels einer Katze und einer Seilwinde in den Ofenschacht eingeführt wird. Die Eigenart des Sondenantriebs
bringt es mit sich, daß die Sonde einer starken Knickbeanspruchung unterliegt und häufig
nicht axial in den Ofenschacht eingeführt wird. Ähnliche Probleme ergeben sich bei einer aus »Archiv
für das Eisenhüttenwesen«, 1928, S. 613/614, bekannten, von Hand in den Ofenschacht einzudrehenden
Spindel; sie besitzt ein Außengewinde und wird durch ein am Ofenpanzer angeordnetes Führungsstück mit entsprechendem Innengewinde in den
Ofen eingedreht. Diese Vorrichtung eignet sich schon deswegen nicht für eine laufende Prozeßüberwachung,
weil das Eindrehen der Spindel viel zu zeitraubend ist und eine ständige Verbindung zwischen
der Meßsonde und den zugehörigen Meßinstrumenten nicht gestattet. Außerdem ergeben sich
auf Grund der starken Druck- und Temperaturbeanspruchung, der die Sonde bzw. Spindel im Hochofenschacht
unterliegt, große Schwierigkeiten beim Herausdrehen der Sonde.
Zum Stand der Technik sei noch erwähnt, daß es aus der »VDI-Zeitschrift«, 21. Oktober 1959,
S. 1416, bekannt ist, zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit
und der Absinkgeschwindigkeit der Beschickungssäule im Hochofen eine in Höhe der
Gichtöffnung fest in der Ofenwanduhg eingebaute und auf einer daran angeordneten Arbeitsbühne abgestützte
Ultraschallsonde zu verwenden. Da hier die eigentliche Meßsonde fest angeordnet ist und
frei über der Ofenbeschickung liegt, also mit letzterer nicht in Berührung kommt, geschweige denn in die
Ofenbeschickung eingefahren werden müßte, kann die vorbekannte Ultraschallsonde weder in aufgabennoch
lösungsmäßiger Hinsicht mit der erfindungsgemäß beschaffenen Vorrichtung verglichen werden.
Das gleiche gilt auch von der obenerwähnten bekannten Hochofen-Meßvorrichtung in Gestalt einer
Thermosonde, die zwar ebenfalls mit Hilfe eines motorischen Antriebsmittels in die Ofenbeschickung
eingefahren werden kann, jedoch nicht mit Hilfe einer Verstellspindel, sondern über eine Seilführung, die
schräg zur Sonde wirkt. Das aber ist von erheblichem Nachteil, zumal eine solche schräg an der Sonde angreifende
Seilkraft leicht dazu führen kann, daß die Sonde abknickt. Außerdem kann hier auch nicht die
volle Antriebsenergie zum Einfahren der Sonde verwendet werden, was bei dem erheblichen Widerstand,
den die Hochofenbeschickung der Sonde entgegensetzt, von großer Bedeutung ist. Schließlich
sind bei der vorbekannten Meßvorrichtung im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand weder seitlich
angebrachte Führungsrollen an der Sonde noch eine letztere tragende und sie zugleich führende Plattform
vorhanden.
Bekannt ist aus der USA.-Patentschrift 2 523 691 auch ein Meßrohr zum Messen der Gaszusammensetzung
und der Temperatur in mit pulverisierten oder granulierten Trockenstoffen gefüllten Behältern.
Dieses Meßrohr ist keinen besonderen Beanspruchungen unterworfen und besitzt daher auch keine
Wasserkühlung, so daß es der außergewöhnlich hohen Temperatur- und Druckbeanspruchung im
Schacht eines Hochofens nicht gewachsen wäre.
Eine der Teufemessung dienende Sonde ist aus der deutschen Patentschrift 801 639 bekannt. Diese
Sonde besteht aus einer im Schacht weit oberhalb der Beschichtung befindlichen angetriebenen Kettentrommel
zum Auf- und Abwickeln einer mit einem Gewicht an ihrem Ende versehenen Kette. Der
Trommelantrieb besteht aus einer mit einem Motor verbundenen axial unverschieblichen Welle. Über
die Abwickellänge der Kette bis zum Auftreffen des Gewichts auf die Beschickungssäule kann mit dieser
bekannten Vorrichtung die Höhe der Beschickungssäule im Hochofenschacht gemessen werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, eine Meßvorrichtung zu schaffen,
die für jede Einzelmessung in die Ofenbeschickung eingefahren werden kann und für den Dauerbetrieb
geeignet ist sowie ohne Störung des Ofengangs ein schnelles Messen gestattet. Die Lösung dieser Aufgabe
erfolgt in der Weise, daß bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art das Meßrohr zwischen
im Abstand voneinander angeordneten Rollenpaaren mit horizontalen Achsen geführt wird und an seinem
rückwärtigen Ende über einen Kreuzkopf mit zwei beiderseits neben dem Meßrohr angeordneten elektromotorisch
angetriebenen und in der Meßrohrendstellung selbsttäig abschaltbaren Spindeln verbunden
ist. Dadurch, daß die Führungsrollenpaare einerseits horizontale Achsen besitzen und andererseits die angetriebenen
Spindeln beiderseits neben dem Meßrohr liegen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung der
außerordentlich hohen Temperatur- und Druckbeanspruchung eines für moderne Hochöfen geeigneten
Meßrohrs im Ofen und dem aus der Höhe der Beschickungssäule resultierenden, dem Meßrohr in
axialer Richtung zu erteilenden Antriebsmoment gewachsen.
Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Meßrohrführung durch Führungsrollen mit horizontalen
Achsen in der Vertikalen einerseits und dem auf den angetriebenen Spindeln geführten Kreuzkopf in der
Horizontalen andererseits besteht darin, daß diese Führung unabhängig vom Schachtofen selbst ist.
Eine derartige Trennung der Führung vom Ofen bzw. Ofenpanzer erlaubt es, der unkontrollierbaren
Wärmeausdehnung und Deformation des Meßrohrs ebenso Rechnung zu tragen wie der unterschiedliehen
Wärmeausdehnung des Schachtpanzers und der die Vorrichtung tragenden Ofenplattform. Dabei
erlaubt die Führung des Meßrohrs durch die Füh-
3 4
rungsrollenpaare und den Kreuzkopf bzw. die Spin- die Erfindung das schwierige Problem gelöst, auch
dein auf der Ofenbühne die Verwendung einer beim Auswechseln des Meßrohrs zu vermeiden, daß
Büchse im Schachtpanzer und -mauerwerk, die nicht das im Ofen unter hohem Druck stehende und außermehr
der Führung, sondern allenfalls noch dem Ab- dem heiße Gas in starkem Strom austritt und die
stürzen des Meßrohrs zu dienen braucht. So können 5 Bedienungsmannschaft gefährdet. Beim üblichen
Büchsen zur Verwendung kommen, deren Innen- Arbeiten der Vorrichtung, bei dem das Meßrohr
durchmesser größer ist als der Außendurchmesser nicht gänzlich aus dem Rohrstutzen ausgefahren
des Meßrohrs und die lediglich noch als Auflager wird, bietet die Stopfbüchse allein schon Gewähr
dienen und das Meßrohr gegen von oben wirkende gegen Gasaustritt.
Kräfte abstützen. Außerdem wird dadurch ein mühe- io Da das Meßrohr im eingefahrenen Zustand
loses Einführen und Herausziehen des Meßrohrs ge- äußerst starker Hitzeeinwirkung ausgesetzt ist, ist
währleistet, auch wenn dieses nach mehrmaligem seine intensive Kühlung durch eine Kühlflüssigkeit
Gebrauch insbesondere beim Herausziehen infolge von größter Wichtigkeit. Gemäß der Erfindung sind
der Erwärmung im Ofen und des Gewichts der Be- die Wege für die Kühlflüssigkeit so angeordnet, daß
schickungssäule mehr oder minder stark durchge- 15 letztere in einem verhältnismäßig weiten inneren
bogen ist und gegebenenfalls Ansätze aufweist. Ringraum vom hinteren Ende des Meßrohrs bis nahe
Schließlich gestattet die erfindungsgemäße Vorrich- zum Meßrohrkopf und dann in einem verhältnis-
tung wegen der guten Abstützung über eine große mäßig engen äußeren Ringraum zum hinteren Meß-
Meßrohrlänge ein schnelles Einfahren mit hoher rohrende zurückfließt. Hierdurch wird bewirkt, daß
Antriebskraft und damit kurzfristige sowie häufige 20 die Kühlflüssigkeit ohne wesentliche Erwärmung die
Messungen ohne wesentliche Knickbeanspruchung Innenwand des Meßrohrkopfes erreicht und dann
des Meßrohrs. mit großer Geschwindigkeit innen an der Außen-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung be- wand des Meßrohrs entlangfließt, so daß intensivste
findet sich in dem Meßrohr eine im Durchmesser Kühlung sichergestellt und eine den Wärmeübergang
kleiner gehaltene und in begrenztem Umfang längs- as hemmende örtliche Dampfbildung mit Sicherheit ver-
verschiebliche Hohlstange, die an ihrem vorderen mieden wird.
Ende das Thermoelement enthält und mit einem an Üblicherweise wird das Meßrohr in radialer Richder
Meßrohrinnenwandung anliegenden, ringförmi- tung in den Ofen eingeführt. Nach einem weiteren
gen Bund versehen ist, der in der zurückgezogenen Merkmal der Erfindung kann die Vorrichtung aber
Stellung der Hohlstange die Bohrung des Meßrohrs 30 auch so ausgebildet sein, daß das Meßrohr schräg
absperrt, in der vorgeschobenen Stellung aber für bzw. tangential in das Ofeninnere eingeschoben werdie
Gasprobenentnahme zwischen der Innenwand den kann. Zu diesem Zweck wird der den Absperrdes
Meßrohrs und dem Umfang der Hohlstange schieber tragende Rohrstutzen um eine senkrechte
einen Zwischenraum frei läßt. Die Hohlstange ist Achse schwenkbar an eine im Ofenmauerwerk veraus
dem rückwärtig durch eine Stopfbüchse abge- 35 ankerte, das Meßrohr umgebende Armatur angedichteten
Meßrohr herausgeführt und mit einem schlossen und die das Meßrohr sowie dessen Fühhier
gelagerten Betätigungshebel verbunden. Die rungs- und Antriebsmittel tragende Plattform gleich-Vor-
und Rückwärtsbewegung der Hohlstange kann falls um diese Achse verschwenkbar ausgebildet. Die
aber auch durch andere Mittel, z. B. durch ein Plattform ruht dabei vorzugsweise auf Laufrädern,
Handrad mit Gewinde, bewirkt werden. Die längs- 4° die auf einem ortsfest angeordneten Stützgerüst
verschiebliche Anordnung der Hohlstange ist für das fahren.
Arbeiten mit der Vorrichtung von größter Wichtig- Einzelheiten der Meßeinrichtung nach der Erfinkeit,
denn sie gestattet, daß das Meßrohr bei ge- dung seien an Hand zweier in der Zeichnung dargeschlossenen
Gasprobenentnahmewegen in die Be- stellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
Schickung eingetrieben wird. Verstopfungen dieser *5 Es zeigt
Schickung eingetrieben wird. Verstopfungen dieser *5 Es zeigt
Wege sind dann ausgeschlossen. Erst nach Erreichen Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrich-
der vorgesehenen Meßstelle wird der Gasproben- tung in Seitenansicht,
entnahmeweg freigegeben. F i g. 2 die zu F i g. 1 gehörende Aufsicht,
Vor der im Ofenmauerwerk vorgesehenen Ein- Fig. 3 einen axialen Längsschnitt durch, das Meß-
führöffnung für das Meßrohr ist ein mit einem Ab- 5<J rohr,
Sperrschieber und außerhalb desselben mit einer Fig. 3a wiederum im Längsschnitt, das Kopfende
Stopfbüchse versehener Rohrstutzen vorgesehen. des Meßrohres mit eingezogenem Thermoelement,
Durch den Absperrschieber kann die Einführöffnung Fig. 3b in gleicher Darstellung das Kopfende des
im Ofen verschlossen werden, wenn das Meßrohr Meßrohres mit dem Thermoelement in Betriebsganz
aus dem Ofen herausgezogen und in seine rück- 55 stellung,
wärtige Stellung auf der Plattform gefahren ist. Der F i g. 4 eine Aufsicht zu F i g. 3,
Abstand zwischen Absperrschieber und Stopfbüchse Fig.5 eine zweite Ausführungsform in Seitenist so bemessen, daß bei vollständigem Ausfahren ansicht und
Abstand zwischen Absperrschieber und Stopfbüchse Fig.5 eine zweite Ausführungsform in Seitenist so bemessen, daß bei vollständigem Ausfahren ansicht und
des Meßrohrs (z. B. zum Auswechseln) der Absperr- F i g. 6 die der F i g. 5 entsprechende Aufsicht,
schieber geschlossen werden kann, solange das Meß- 6° Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist an dem rohr sich noch im Bereich· der Stopfbüchse befindet, Meßrohr 1 ein Kreuzkopf 2 vorgesehen, der mit den also den Rohrstutzen noch abschließt. Erst nach dem zu beiden Seiten des Meßrohres angeordneten Spin-Schließen des Absperrschiebers wird das Meßrohr dein 3 in Verbindung steht, deran, dsß das Rohrl ganz aus dem Rohrstutzen herausgezogen. Umge- in Längsrichtung der Spinde;.ι 3 b;n und her zu verkehrt wird beim Einfahren des Meßrohrs in den 65 fahren ist. Das Meßrohr ist ;n zwei Rollenpaaren 4 Ofen der Absperrschieber erst geöffnet, wenn das und 5 geführt, die jeweils in Böcken 4' bzw. 5' ge-Meßrohr bis in den Bereich der Stopfbüchse in den lagert sind. Die Spindeln 3 sind an ihren Enden H.ohrstutzen eingeführt ist. Auf diese Weise ist durch gleichfalls in Lagern geführt, die ebenso wie die
schieber geschlossen werden kann, solange das Meß- 6° Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist an dem rohr sich noch im Bereich· der Stopfbüchse befindet, Meßrohr 1 ein Kreuzkopf 2 vorgesehen, der mit den also den Rohrstutzen noch abschließt. Erst nach dem zu beiden Seiten des Meßrohres angeordneten Spin-Schließen des Absperrschiebers wird das Meßrohr dein 3 in Verbindung steht, deran, dsß das Rohrl ganz aus dem Rohrstutzen herausgezogen. Umge- in Längsrichtung der Spinde;.ι 3 b;n und her zu verkehrt wird beim Einfahren des Meßrohrs in den 65 fahren ist. Das Meßrohr ist ;n zwei Rollenpaaren 4 Ofen der Absperrschieber erst geöffnet, wenn das und 5 geführt, die jeweils in Böcken 4' bzw. 5' ge-Meßrohr bis in den Bereich der Stopfbüchse in den lagert sind. Die Spindeln 3 sind an ihren Enden H.ohrstutzen eingeführt ist. Auf diese Weise ist durch gleichfalls in Lagern geführt, die ebenso wie die
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Gasprobenentnahme und Temperaturmessung bei Schachtofen, insbesondere
Hochöfen, mit einem doppelwandigen kühlmitteldurchströmten Meßrohr, das von einer
Ofenplattform aus horizontal in die Ofenbeschickung eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßrohr (1) zwischen im Abstand voneinander angeordneten RoHenpaaren (4, 5) mit horizontalen Achsen geführt
wird und an seinem rückwärtigen Ende über einen Kreuzkopf (2) mit zwei beiderseits neben
dem Meßrohr (1) angeordneten elektromotorisch angetriebenen und in der Meßrohrendstellung
selbsttätig abschaltbaren Spindel (3) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßrohr (1) eine im Durchmesser
kleiner gehaltene und in begrenztem Umfang längsverschieblich angeordnete Hohlstange
(16) vorgesehen ist, die an ihrem vorderen Ende das Thermoelement (17) trägt und mit einem ringförmigen
Bund (18) versehen ist, der in zurückgezogener Stellung der Hohlstange (16) die Meßrohr-Längsbohrung
(15) absperrt und in der vorgeschobenen Stellung der Hohlstänge (16) einen
ringförmigen Zwischenraum zwischen der Innenwand der Längsbohrung und der Hohlstange (16)
für die Gasprobenentnahme freigibt.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 lind 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlstange (16)
aus dem rückwärtig durch eine Stopfbuchse (19) abgedichteten Meßrohr (1 bzw. 15) herausgeführt
und mit einem hier gelagerten Betätigungshebel (21) versehen ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wege für die
Kühlflüssigkeit so angeordnet sind, daß letztere in einem verhältnismäßig weiten inneren Ringr
raum vom hinteren Ende des Meßrohrs (1) bis nahe zum Meßrohrkopf und dann in einem verhältnismäßig
engen Ringraum zum hinteren Meßrohrende zurückgeführt wird.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der im Ofenmauerwerk
(9) vorgesehenen Einführöffnung für
das Meßrohr (1) ein mit einem Absperrschieber (10') und außerhalb desselben mit einer Stopfbüchse (10") versehener Rohrstutzen (10) angeordnet
ist. wobei der Abstand zwischen Absperrschieber (10') und Stopfbüchse (10") so bemessen
ist, daß der Absperrschieber (10') geschlossen werden kann, solange das Meßrohr (1) sich noch
im Bereich der Stopfbüchse (10") befindet und den Rohrstutzen (10) abschließt.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Absperrschieber
(10') tragende Rohrstutzen (10) um eine
senkrechte Achse (24) schwenkverstellbar an eine im Ofenmauerwerk (9) verankerte, die Meßrohr-Einführöffnung
umgebende Armatur (24') angeschlossen ist und die das Meßrohr (1) sowie deren Führungs- und Antriebsmittel tragende Plattform
(25) gleichfalls um diese Achse (24) schwenkverstellbar ist und auf einem ortsfest angeordneten
Stützgerüst (30) aufruht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (25) auf entsprechend
angeordneten Laufrädern (27, 28, 29) ruht, die auf dem Stützgerüst (30) laufen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109-611/14
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2950672A1 (de) * | 1979-12-15 | 1981-06-19 | Dango & Dienenthal Maschinenbau GmbH, 5900 Siegen | Abdichtvorsatz fuer eine sondenbohrung |
DE4105831A1 (de) * | 1990-03-07 | 1991-09-12 | Wurth Paul Sa | Sonde zur entnahme von gasproben und zur ausfuehrung von thermischen messungen ueber der beschickungsoberflaeche eines schachtofens |
DE4017176A1 (de) * | 1990-05-28 | 1991-12-05 | Dango & Dienenthal Maschbau | Messsonde |
Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
DE2950672A1 (de) * | 1979-12-15 | 1981-06-19 | Dango & Dienenthal Maschinenbau GmbH, 5900 Siegen | Abdichtvorsatz fuer eine sondenbohrung |
DE4105831A1 (de) * | 1990-03-07 | 1991-09-12 | Wurth Paul Sa | Sonde zur entnahme von gasproben und zur ausfuehrung von thermischen messungen ueber der beschickungsoberflaeche eines schachtofens |
DE4105831C2 (de) * | 1990-03-07 | 1998-10-08 | Wurth Paul Sa | Sonde zur Entnahme von Gasproben und zur Ausführung von thermischen Messungen über der Beschickungsoberfläche eines Schachtofens sowie Verwendung der Sonde |
DE4105831C3 (de) * | 1990-03-07 | 2001-07-19 | Wurth Paul Sa | Sonde zur Entnahme von Gasproben und zur Ausführung von thermischen Messungen über der Beschickungsoberfläche eines Schachtofens sowie Verwendung der Sonde |
DE4017176A1 (de) * | 1990-05-28 | 1991-12-05 | Dango & Dienenthal Maschbau | Messsonde |
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