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Verfahren und Gichtverschluß zum Begichten von Schacht öfen, insbesondere
von Hochofen Die Erfindung betrifft das Gebiet des Begichtens von Schachtöfen, insbesondere
von Hochöfen, in denen das unter Atmosphärendruck im wesentlichen kontinuierlich
angeförderte Gut in einen unter Ofenraumdruck stehenden Teil des Gichtverschlusses
diskontinuierlich befördert und an eine Verteilvorrichtung weitergeführt wird, sowie
den zur Durchführung besonders zweckmäßigen zugehörigen Gichtverschluß.
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Es ist bekannt, bei Hochöfen und anderen Schachtöfen an der Gicht
mit erhöhten Drücken zu arbeiten, teils um eine bessere Durchgasung der einzelnen
Höhen- und Durchmesser-Abschnitte zu erreichen, teils den chemischen Vorteil der
besseren Reduktionsfähigkeit bei gesteigertem Gasdruck zu nutzen. Je nach der Möllerzusammens
et zung, ob stückiges Erz, Sinter oder Pellets prozentual in gewissen Verhältnissen
stehen, bedarf das Beschickungsgut einer seinen Eigenheiten entsprechenden Behandlung,
um die in den Vorbehandlungsstationen aufgebrachte Arbeit nicht noch beim Begichten
wieder teilweise zunichte zu machen.
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?4it dem Begichten unter Gasdrücken von 2 und mehr atü stellen sich
demnach neue Schwierigkeiten ein, das Gut ohne großen Abrieb und unerwünschten Entmischungserscheinungen
entsprechend dem Ofengang zuführen zu können. Mit dem Einsatz von Pellets verbinden
sich Erfordernisse, auf deren Formbeständigkeit Rücksicht zu nehmen.
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Die Schwierigkeiten erfahren eine Steigerung, wenn zusätzliche Forderungen
hinsichtlich größerem Gestelldurchmesser auftreten.
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Doppel- und Mehrfachglockenverschluß konnten wegen des auftretenden
Verschleißes und Verzugs erscheinungen wegen der großen Durchmesser die hohen Drücke
nicht halten, so daß der Weg der Entwicklung zu Lösungen anderer Systeme führen
mußte. Das Begichten unter hohem Druck kann danach beispielsweise aus abgeschlossenen
Vorratsbunkern stattfinden. Solche Bunker besitzen eine Dichtklappe am Eingang und
eine solche am Ausgang. Während das Möllergut mehr oder weniger kontinuierlich zur
Gicht befördert wird, wie dies der Ofengang steuert, erfolgt das Ablassen nur bei
geschlossener Eingangs-Dichtklappe wegen der auftretenden Druckverluste. Die Arbeitsweise
ist diskontinuierlich, trotzdem bedeutet das druckdichte Abschließen nach dem Einfüll-
bzw. Entleervorgang einen wesentlichen Fortschritt gegenüber den Gichtglocken mit
deren unsicheren Dichtsitzen. Die Erfindung geht deshalb von einer Grundlage aus,
wonach die Dichtflächen und Dichtklappen während des Ablaßvorganges außerhalb des
Weges des Möllergutes liegen. Diese Voraussetzung erhebt die Erfindung erst in den
Stand, weitere Schritte für die eigentlichen Begicntungsvorgänge unternehmen zu
können.
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Im Gegensatz zum hier vorausgesetzten System einer einwandfreien Abdichtung
des Gichtverschlusses liegt bei bekannten Begichtungsverfahren eine Verbindung zwischen
dem Abdichten und Zuteilen vor. Beide Merkmale zugleich beinhalten jedoch den Mangel,
weder das eine noch das andere ausreichend erfüllen zu vermögen, wie dies eine unabdingbare
Forderung darstellt. Will der Fachmann der bekannten Lehre folgen, einem zentralen
Gasabzug am Ofen eine seitliche Doppelglockeneinheit zuzuordnen, so treten sofort
Bedenken auf, die notwendige Menge an N5llergut überhaupt der Leistung des Ofens
entsprechend einbringen zu können. Die Sitze der Glasen sind dann zwar vermindert
im Durchmesser, verziehen sich auch deswegen wohl weniger,
jedoch
bleibt der Verschleiß der Dichtflächen bestehen.
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Es wird nunmehr noch die Anweisung gegeben, eine Zellenradschleuse
anstelle des Doppelglockenverschlusses zu verwenden.
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Das Zellenrad kann nur in einzelnen Zellen Möllergut speichern. Die
Anordnung der Zellen bedingt eine Unterbrechung des Umfanges und somit der Dichtfläche.
Eine ausreichende Dichtwirkung ist auf die Dauer deshalb nicht zu gewährleisten.
Die bekannte Anordnung der Dichtklappen, die außerhalb des Weges der Beschickungsstoffe
in ihrer Offenstellung liegen, stellen deshalb einen weit Uber das Prinzip der Zellenradschleuse
schießenden technischen Fortschritt dar. Die diskontinuierliche Arbeitsweise wird
auch durch das Zellenrad nicht verbessert.
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Ein weiterer verfahrenstechnischer Mangel des Zellenrades ist in der
Schleuderwirkung begründet, falls überhaupt eine größere Drehzahl gefahren werden
kann. Die Umdrehungsgeschwindigkeit läßt sich nur in solchen Grenzen regeln, die
geeignet sind, genügend Zeit zur Aufnahme des Möllergutes zur Verfügung zu stellen.
Die Leistungsfähigkeit ist demnach stark an diese Drehzahl gebunden. Bei größerer
Auslegung des ZelXenrades erhöht sich die Schleuderwirkung, so daß Abrieb und Entmischungserscheinungen
wieder mehr in den Vordergrund treten. Diese Nachteile bleiben auch dann be8tehen,
wenn sich der Fachmann die Übertragung eines anderen eineelligen Rades gemäß einem
anderen bekannten Vorschlag vornimmt, wonach eine mit einer Schleusentrommel versehene
Aufgabeschleuse zum gasdichten Abschluß der Begichtungseinrichtung eines Niederschachtofens
Vorteile bringen soll. Die einzellige Schleuse verstärkt die Schwierigkeit des Füllens
und Entleerens. Der Abrieb bei Pellets wie sie im Hochofenbetrieb Verwendung finden,
stUnde einer solchen Anwendung schon entgegen. Auch hier wären die Aufgaben
des
Abdichtens und des Zuteilens miteinander gekoppelt. Dem Hochdfner stehen somit auch
durch Kombinationen von bekannten Mitteln keine Möglichkeiten offen, Verbesserungen
in der Begichtung zu schaffen, die mit den Maßnahmen der Druckerhöhung vereinbar
sind und den gesteigerten Leistungen entgegenkommen.
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Das Wesen der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung baut auf
Erkenntnissen auf, deren Anwendung von der praktischen Entwicklung derzeit aufgegriffen
werden. Es genügt nicht, am Gichtverschluß einen entsprechendthohen Druck zu halten,
daneben aber eine unzureichende Verteilung in Kauf zu nehmen. Vielmehr kommt der
Verteilung des Möllers erhöhte Bedeutung bei, je klassierter das Material angeliefert
ist. Wenn bei einem Hochofen mit 9,75 m Gestelldurchmesser und 100 % abgesiebtem
Sinter ein Koksverbrauch von 480 kg/Tonne Roheisen erreicht werden soll, wozu noch
ein Erdgaszusatz von 88 Nm3/t Roheisen kommt, ist ein Gichtgasdruck von 1,79 atü
erforderlich um eine Spitzenleistung von 4000 t/24 Blasestunden zu erzielen.
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Je gleichmäßiger das Material also gewählt wird, desto größer müssen
auch die Anstrengungen sein, den endgültigen Arbeitserfolg nicht in Gefahr zu bringen.
Die Erfindung benützt deshalb als Ausgangsposition die eingangs geschilderte Möglichkeit,
einen beliebig hohen Druck an der Gicht sicher halten zu können, allerdings im Hinblick
auf einen Dauerbetrieb. Sie wendet sich deshalb getrennt dem Problem des Möllertransportes
innerhalb des Druckraumes zu.
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Der Stand der Technik weist lediglich Rutschen, Rinnen oder aber in
der Mehrzahl der Fälle den freien Sturz des Materials aus großer Höhe auf, beispielsweise
über die Glockensitze an PrallschUrzen unterschiedlichster Bauweise. Derartige Beanspruchungen
sollten weitestgehend vermieden werden.
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Die Verfahrensweise, die Höhenlage der Verschlußteile auszunutzen,
bedingt ferner ein unkontrollierbares Aufgeben der gerade vorhandenen Menge und
damit häufig ein ungenaues Ablegen des Möllergutes an Stellen, die einer Zufuhr
weniger
bedürfen, wodurch sich ein Mangel der-Bedarfsstelle noch erhöht.
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DieErfindung stellt sich zur Aufgabe, ein an die Gegebenheiten des
Hochdruckbetribbesi angepaßtes Verfahren zum Einbringen hochwertigen Möllers unterschiedlichster
Zu-Sammensetsung aursuseigen, wobei Mängel des unerwünschten Abriebes und großer
Sturehöhen vermieden werden sollen.
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Der erfindungsgemäße Vorschlag besteht hierzu darin, daß die Gutmenge
zumindest einer Charge dosiert an die Verteilvorrichtung abgegeben und auf dieser
beliebig voverteilt wird. Ein seit'?angem bestehender Mangel erfährt hierdurch seine
Behebung. Das aus einem Vorratsbunker strömende Möllergut wird gebremst und dadurch
weniger beanspruchungsvoll an die Verteilvorrichtung weitergeführt..
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Das Einführen einer pro Zeiteinheit kleineren Menge, die jedoch auf
die Verteilvorrichtung durchaus etwa kontinuierlich strömen kann, gestattet eine
sichere Ablage unter Einhaltung der gewünschten Forderung nach einem minimalen Abrieb.
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Während nach dem Grundgedanken der Erfindung das Vorverteilern durch
Einbringen des Möllergutes an verschiedenen Umfangsstellen einer kreisförmigen Verteilvorrichtung
geschehen kann, läßt sich die Erfindung auch dahingehend ergänzen, daß während des
Zuführens des Gutes das Vorverteilen durch Bewegen der Verteilvorrichtung unterstützt
wird.
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Die Erfindung bedient sich eines Gichtverschlusses, der unter bestimmten
Voraussetzungen arbeitet. Eine solche Forderung besteht in einem oberen Teil des
Gichtverschlusses, in dem das Beschickungsgut gegen den Ofenraumdruck absperrbar
gespeichert ist und in einem tiefer liegenden, dessen Organe zur Verteilung des
Gutes im Ofenraum dienen. Zwischen diesen beiden Hauptgruppen des Gichtversohlussös
ist nunmehr eine erfindungsgemäße Dosiereinrichtung
vorgesehen,
welche aus einem Auslaß eines Vorratsbunkers besteht, an dessen öffnung ein das
Beschickungsgut unterstützendes Organ regelbar vorbei bewegbar ist.
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Die Haupt eigenschaft neben der Dosierwirkung liegt in der bremsenden
Wirkung, so daß ein allzu schnelles Nachrutschen vermieden wird, andererseits jedoch
ausreichend große Kräfte vorhanden sind, um eine Stockungim Bereich des Bunkerauslasses
zu verhindern. Eine solche Dosiereinrichtung eignet sich zusätzlich zur Überbrückung
des Abstandes zwischen Vorratsbunker und Verteilvorrichtung, der aus konstruktiven
Gründen immer vorhanden ist.
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Elemente in Hochöfen leiden ständig unter der Belastung durch die
Temperatur und den vorhandenen Gichtstaib, der in aller-feinster Form, insbesondere
bei bewegten Teilen, ständig Anlaß zu Störungen gibt. Ein ganz besonders wertvoller
Bestandteil der Erfindung ist deshalb darin zu erblicken, daß das bewegbare Organ
aus einer am Umfang geschlossenen Trommi besteht. Eine solche Trommel ist nötigenfalls
kühlbar von außen ohne Schwierigkeiten und im übrigen abschließbar gegen das Eindringen
von Gicht staub an die Lagerstellen der Drehlagerung.
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Die Dosierwirkung kann in vielfältiger Hinsicht bewirkt werden. Ein
langsames oder schnelles Drehen der Trommel ist eine der Möglichkeiten. Bei besonders
stark zum Strömen neigenden Mö11ergut, kann es jedoch vorteilhaft sein, daß der
Antrieb für das bewegbar Organ in seiner Richtung umkehrbar ist. Auf diese Art läßt
sich eine Bremswirkung erzeugen, die gegebenfalls in Betracht zu ziehen ist, wenn
das Gut zu schnell aus dem Vorratsbunker strömt.
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Eine eventuell an der geschlossenen Trommel auftretende Verschleißwirkung
ist ohne jeden Nachteil, weil eine Rauhigkeitssteigerung der Oberfläche eher zu
einem besseren Durchgriff auf das Material führt, als zu einer gegenteiligen Wirkung.
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Die öffnung, die vom Bunkerauslaß zusammen mit der Trommel gebildet
wird, kann fest eingestellt sein. Die Erfindung weist auch hier noch einen Weg,
um Variationsmöglichkeiten zu schaffen, d.h. um die Dosierwirkung weiter beliebig
steigern zu können. Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Öffnung des Bunkerauslasses
durch eine seitliche, quer zum Gutstrom einstellbare Klappe, einen Schieber, Drehschieber
oder dergleichen vergrößerbar oder bis zum totalen Verschluß zusammen mit dem Trommelumfang
verkleinerbar ist.
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Entmischungs- und Abriebanachteil begrenzt die Erfindung an und für
sich auf ein Minimum. Der letzte Abschnitt des Weges des Mollergutes von der Anförderung
bis in den Ofenraum läßt sich nach einer zusätzlichen Verbesserung dahingehend überbrücken,
daß zwischen Dosiertrommel und Verteilvorrichtung eine Rutsche oder Förderrinne
angeordnet ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausfahrungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt und im folgenden näher erläutert: Figur 1 bildet einen senkrechten Querschnitt
durch den erfindungsgemäßen Gichtverschluß, als Gesamtüberblick.
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Figur 2 ist eine Darstellung in der Art des Schnittes nach Figur
1, jedoch stark vergrößert gezeichnet.
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Figur 3 bildet zu Figur 2 die Seitenansicht, um die Verhältnisse
senkrecht zur Zeichenebene der Figuren 1 und 2 klarzustellen.
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Der Hochofen 1 ist von der Stahlkonstruktion 2 umgeben, die wie gezeichnet,
in geschweißter Yollwandkonstruktion ausgeführt ist und sich bis zum eigentlichen
Gichtverschluß als Aufbau 3 fortsetzt. Der Aufbau des Gichtverschlusses gliedert
sich funktionell betrachtet in drei Hauptgruppen
Die obere Gruppe,
mit 4 bezeichnet, stellt die Druckschleuse dar, die mittlere ist die Dosiereinrichtung
5 und die untere befindet sich im Ofenkopf 6 und wird durch die Verteilvorrichtung
7 gebildet.
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Die Verteilvorrichtung 7 ist nicht Gegenstand der Erfindung und wird
demnach lediglich zur Ergänzung des AusSührungsbeispieles beschrieben.
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In die Druckschleuse 4 gelangt das Möllergut 8 über eine nicht weiter
dargestellte Skip-Begichtungsanlage bzw. über Förderbänder 9. Eines oder mehrere
der Förderbänder 9 können mehrere der Druckschleusen bedienen. Die Druckschleuse
als solche besteht aus einem oberen Vorratsbunker 10 und einem unteren Vorratsbunker
11, wobei jeweils symmetrisch zur Ofenachse 12 solche Vorratsbunker vorgesehen sind.
Die symmetrische Anordnung trägt zur Steigerung der Verteilungsmöglichkeiten bei
und läßt im übrigen die Wahl offen, eine geeignete Anschlußmöglichkeit für die Gasabzugsrohre
13 vorzusehen. Am Eingang des oberen Vorratsbunkers 10 befindet sich eine Dichtklappe
14, die über ein Hebelwerk 15 so, in den Raum 16 geschwenkt werden kann, daß die
Dichtklappe 14 außerhalb des Weges des Beschickungsgutes zu liegen kommt, so daß
das Möllergut 8 keinesfalls mit seinen verschleißenden Bestandteilen die Dicht fläche
17 beschädigen kann. Jeder der Vorratsbunker 10 bzw. 11 weist am Eingang ein derartiges
Dichtklappen-System auf, wobei außerdem verschließbare öffnungen 18 dazu dienen,
bei Reparaturarbeiten den Gasdruck aus dem Inneren des jeweiligen Bunkers abzulassen
bzw. überhaupt, falls der Gasdruck eine gewisse Größe erreicht, eine solche Drucksenkung
vorzunehmen, daß vernünftige Kraftanwendung ausreicht, um die Dichtklappen 14 zu
öffnen. Im Betriebszustand jedoch dient der innerhalb der Vorratsbunker 10 bzw.
11 herrschende Gasdruck gleichzeitig dazu, die Dichtklappen 14 auf ihren Dichtsitz
17 zu pressen. Das Füllen des Vorratsbunkers 10 erfolgt nur bei geschlossener Dichtklappe
14 des Vorratsbunkers 11.
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Der aus dem Ofenkopf 6 vordringende Gasdruck stellt sich demnach im
allgemeinen auch im Vorratsbunker 11 ein. Das öffnen der Dichtklappen 14 wird vorteilhafterweise
für den Vorratsbunker 11 nur so weit durchgefUhrt, bis die gewünschte Menge des
TIöllergutes 8 sich im Vorratsbunker 11 befindet.
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Die Dosiereinrichtung 5 ist in Figur 2 näher gezeichnet und dort beschrieben,
Am unteren Ende des Vorratsbunkers 11 befindet sich der Auslaß 19 zur Dosiereinrichtung
5.
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Die oeffnung 20 ist derart gestaltet, daß die eine Seite 21 des Auslasses
19 über dem Umfang 22 der Trommel 23 steht, dagegen die andere Seite der Bodenverlängerung
des Vorratsbunkers 11, mit 24 bezeichnet bis auf den Trommelumfang 22 reicht. Die
Trommel 23 ist über ein dichtes Gehäuse 25 druckdicht, aus mehreren Teilen zusammengesetzt
an den Vorratsbunker 11 angeschlossen wie auch an den Ofenkopf 6. Zur Regelung der
Öffnung 20 dient eine Klappe 26, die über einen Hebel 27 und ein Zapfengelenk 28
im Gehäuse 25 der Dosiereinrichtung drehbar gelagert ist und beliebig bis zu einer
gestrichelt dargestellten Stellung 29 gedreht werden kann, so daß sich die Öffnung
20 zwischen dieser Endstellung und dem Trommelumfang 22 verändern läßt. Ein Teil
des Gehäuses 25 der Dosiereinrichtung bildet in Richtung des Ofenkopfes 6 eine Rutsche
30, die mit ihrem Anfang an den Trommelumfang 22 der Trommel 23 reicht.
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Die Lagerung und Anordnung der Trommel 23 ist ferner aus Figur 3 ersichtlich.
Die Trommelwelle 31 stützt sich für die Trommel 23 in zwei seitlich am Dosiereinrichtungs-Gehäuse
25 gebildeten Lagern 32 und 33 ab, wobei auf der einen Seite der Flanschmotor 34
vorgesehen ist. Insbesondere die Figur 3 läßt erkennen, daß nach Abheben eines Deckels
35 des Gehäuses 25 die gesamte Einheit der Trommel mit Flanschmotor 34 leicht auszubauen
bzw. auszuwechseln ist.
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Der nicht zur Erfindung gehörende Teil, d.h. die Verteilvorrichtung
7 besteht im wesentlichen aus einer drehbaren Gichtschüssel 36, die sich auf ortsfeste
Stützen 37 am Ofenkopf 6 auflegen und mittels Rollen 38 radial geführt sind. Die
Gichtschüssel 36 ist getragen von der Glocke 39, die an einer Zugstange 40 hängt,
welche durch den Ofenkopf 6 bei 41 abgedichtet hindurchgeführt ist und über eine
Gelenkstelle 42 mit einer Kolbenstange 43 des Kolbentriebwerkes 44 in Verbindung
steht. Die gesamte Einheit des Kolbentriebwerkes 44 mit der Zugstange 40 und der
Gichtschüssel 36 bzw. der Gichtglocke 39 ist drehbar über ein Drehwerk 45, das im
wesentlichen aus dem Schneckenrad 46 besteht, wobei der zugehörige Schneckentrieb
weiter nicht dargestellt ist. Die Vertikalbewegung der Kolbenstange 43 wird durch
eine Vielkeilführung 47 ermöglicht, die entsprechend im Schneckenrad 46 angebracht
ist.
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Im Normalfall befindet sich die Verteilvorrichtung 7 in der gezeichneten
Stellung, wobei das Gewicht der Gichtschüssel 36 an der Stelle 48 der Gichtglocke
39 lastet. In diesem Zustand ist die Zugstange 40 über den Drehantrieb 45 drehbar,
so daß der Ringraum 49 der Gichtschüssel 36 an belieobiger Stelle gei39 lt serden
kann.
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Zum Ablassen des J1ölirgut 8 aus dem Ringraum 49 braucht lediglich
die Kolber?stanbP 43 mit dem Kolben 44 abgesenkt zu werden, so daß sich an d-,r
Stelle 48 die erforderliche öffnung ergibt.
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Anstelle der gezeichneten Verteilvorrichtung 7 ist es möglich, jede
andere, bekannte Verteilvorrichtung zu benutzen, die mit einer drehbaren Gichtschüssel
36 ausgestattet ist, wobei die Art des Antriebes derart gestaltet sein kann, daß
dieser durch außen liegende Antriebsmotoren deren Antriebswellen durch die Wandung
des Ofens 1 reichen erfolgen kann. Die Erfindung ist demnach nicht an das gezeigte
Ausführungsbeispiel der Verteilvorrichtung 7 gebunden.
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Für das gezeigte Beispiel kann an der Dichtstelle 41 unter anderem
auch neben der gezeichneten Dichtbuchsen-Packung 50 Spülgas über eine Leitung 60
angewendet werden um den absoluten Abschluß gegen das Ausdringen des Gichtgases
aus dem Ofenkopf 6 zu gewährleisten, falls überhaupt eine derartige Zugstange 40
zum Einsatz gelangt.
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In Betracht gezogene Druckschriften: österreichische Patentschrift
Nr. 235 877 Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 141 303 Deutsche Auslegeschrift Nr. 1
263 040