DE2010346A1

DE2010346A1 - Schachtofen, insbesondere im Hochdruckverfahren betreibbarer Hochofen

Info

Publication number: DE2010346A1
Application number: DE19702010346
Authority: DE
Inventors: Pieter Hendrik 4135 Kapellen. P Nieboer
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1970-03-05
Filing date: 1970-03-05
Publication date: 1971-09-23
Also published as: NL7015880A; AU2484671A; JPS496725B1; US3704992A; AT312644B; FR2081703B3; FR2081703A7; GB1328447A

Description

DEMAO Aktiengesellschaft 25.Februar 1970

ti Duisburg 20103Aß Fl/Gs. ~ 5610/HH-

Wolfgang-Reuter-Platz *.wfvy-»w

Schachtofen, insbesondere im Hochdruckverfahren betreibbarer Hochofen

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen, insbesondere einen im Hochdruckverfahren betreibbaren Hochofen, mit über der Gicht befindlichem.Einfülltrichter und einer Dichtklappen-Schleusenkammer, aus der das Beschickungsgut einer Verteilvorrichtung im Ofenraum zuführbar ist.

Die metallurgische Reduktion von Eisenörzen verläuft bei höheren Drücken des Gichtgases als ca. 0,8 bis1 atü intensiver. Höhere Gichtgasdrücke lassen sich jedoch nur durch entsprechende vorrichtungstechnische Maßnahmen erreichen. Bekanntlich bestehen die herkömmlichen Giohtverschlüsse aus übereinander angeordneten Glocken, die jeweils die untere Öffnung einer konischen Gichtschüssel verschließen. Es hat sich gezeigt, daß wegen thermischer Beanspruchung und durch den Gichtgasstaub hervorgerufenen Verschleiß die Dichtsitze an den Glocken nur bedingt wirkungsvoll gehalten werden können. Zumindest sind zusätzliche Maßnahmen wie z.B. Aufpanzern der Dichtglockenflächen durch Auftragsechweißung notwendig, um einigermaßen annehmbare Betriebszeiten zu erzielen. Für höhere Drücke verwendet man in

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neuerer Zeit Dichtklappen-Schleusenkammern.

Mit Dichtklappen versehene Schleusenkammern zeichnen

sich dadurch aus, daß der Dichtklappen-Dichtrand sowie die Dichtklappe selbst in Offenstellung ausserhalb des

Weges des Begichtungsgutes liegen. Der sonst bei Glocken

gegebene Verschleiß kann dadurch vermieden werden und eine Schleusenkammer, die mit Dichtklappen ausgerüstet ist, ist dem System zweier mit Gichtschüsseln zusammenarbeitender

Glocken überlegen.

An und für sich begünstigt die konische Form der Gichtschüssel die Verteilung des Beschickungsgutes. Jedoch reicht selbst die doppelte Konusform von Gichtschüssel und Dichtglocke nicht aus, um das Gut ohne grössere Entmischung in Fein- und Grobkorn gleichmässig auf der Glocke zu verteilen. Nach bekannten Vorschlägen wird der oberen Gichtglocke ein drehbarer Schutt-Trichter zugeordnet. Das über die Skip-Elnrlehtung zur Gicht beförderte Gut gelangt in den Dreh-Trichter, der es einigermaßen verteilt. Es ist auch eine bessere Verteilung durch einen oberhalb des Schutt-Trichters angeordneten Verteiler mit aussermlttiger Ausflußöffnung bekannt. Die zu vermeldende Entmischung des Beschickungsgutes wird im allgemeinen durch möglichst wenige Aufprallflächen erreicht. Ein Schutt-Trichter, eine umlaufende Schurre oder ähnliches, die obere Glocke und die untere Glocke erzeugen Aufprallflächen verschiedener Winkel, so daft die Entmischung des Gutes verhältnismässig stark in Erscheinung tritt.

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Je grosser die Anzahl der die Entmischung verursachenden Prallflächen wird, desto schwieriger ist es, eine gesteuerte Entmischung· zu erreichen* Ein gleichmässiger Ofengang wird durch eine beeinflussbare Entmischung gefördert. Die gesteuerte Entmischung soll erst auf der Verteilvorrichtung im Ofenraum stattfinden. Früher erfolgende Trennung in fein - und grobkörniges Gut stellt daher einen Nächteil dar.

Das Zweiglockensystem des bekannten Gichtverschlusses, dessen Dichtwirküng nur zu Anfang einer Ofenreise ausreicht, so daß die Gichtglocken nach einiger Zeit ausgewechselt werden müssen, besitzt ausserdem einen weiteren Nachteil. Die ineinandergefuhrten Glockenstangen sind zentral und konzentrisch im Schüttweg des Beschickungsgutes angeordnet. Die Hindurchführung der Glockenstange zur unteren, als Verteiler arbeitenden Glocke erfordert wegen des hohen Glockengewichtes eirtf dementsprechend ausgebildete Aufhängung. Das in den Ofen zu befördernde Gut wird daher an mehreren Stellen strömungstechnisch ungünstig beeinflußt, so daß Entmischungen nicht zu umgehen sind.

Die bekannten Hochöfen mit über der Gicht befindlichem Einfülltrichter und zwei übereinander angeordneten Gichtglocken, die zusammen mit den Gichtschüsseln eine Schleusenkammer bilden, aus der das Beschickungsgut der unteren Glocke als Verteilvorrichtung im Ofenraum zuführbar ist, vereinigen zwei Hauptnachteile:

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DIe Dichtwirkung der Glocken ist unzureichend,die Einbringung des Beschickungsgutes übt auf den Ofengang unerwünschte Erscheinungen aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den vorbezeichneten Mängeln abzuhelfen. Der Schachtofen soll bei höheren und höchsten Drücken für eine den Anforderungen des Ofenganges gerechtwerdende Materialbeschickung geeignet gemacht werden.

Die L ösung der Aufgabe erfolgt nach der Erfindung dadurch, daß vor der Eingangsöffnung der Diehtklappen-Schleusenkammer eine unterhalb des Einfülltrichters befindliche zusätzliche Verteilvorrichtung angeordnet 1st und der freie Sehleusenkammer-Inenraum zur Auslauföffnung hin eine Verengung aufwelstj in der das Beschickungsgut aufstaubar ist. Die Verteilvorrichtung befindet sich also nicht oberhalb des Schutt-Trichters, sondern unmittelbar vor der Eingangsöffnung der Dichtklappen-Schleusenkammer unterhalb des Einfülltrichters. Da Stangen oder dergleichen zur Befestigung der Vertellerglocke im Ofenraum in der Dichtklappen-Schleusenkammer fehlen, ergibt sich für das Beschickungsgut keine Abgangskante. Aus der Skip-FÖrdervorrichtung heraus gelangt das Gut in den Schütt-Trlchter, wird dort in der Kanalverengung aufgefangen und über- den Verteiler in eine senkrechte Richtung umgelenkt. Erst in der Verengung der Schleusenkammer - je nach deren Füllungsstand - sammelt sich das Gut unter Vermeidung

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grösserer Böschungswinkel. Erst später, auf der im Ofenraum befindlichen Verteilvorrichtung, kommt es zu der gewünschten Entmischung auf der Beschickungsoberfläche. Die Anordnung der Verteilvorrichtung nachfolgend auf den Schutt-Trichter vermeidet den freien Fall von einer schrägen Abgangskante aus.

Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dadurch, daß Eingangs- und Auslauföffnung der Schleusenkammer in der Lotrechten sich gegenüber liegen. Das Beschickungsgut wandert senkrecht teils im freien Fall teils in der solchem Gut anhaftenden Bewegungsart durch die Schleusenkammer. Während des freien Falles finden keine Entmlschungsvorgänge statt. Auch während des senkrechten Durchwandern^ bei geringfügigen Querbewegungen werden im allgemeinen Entmischungen vermieden.

Nach der weiteren Erfindung ist vorgesehen, daß die Schleusenkammer eine seitliche, im wesentlichen oberhalb des Dichtklappen-Dichtrandes der Eingangsöffnung liegende, nach unten offene Kammer aufweist, in der der Schwenkarm der Dichtklappe mittels einer abgedichtet in der Wandung geführten Welle ge^ lagert ist. Die seitliehe Kammer besitzt zweierlei Voräüge. Es wird an Höhe des gesamten Gichtverschlusses gespart. Die angrenzenden Teile der .Verteilvorrichtung können sehr nahe an die Eingangsöffnung der Schleusenkammer angebaut werden.

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DIe seitliche Kammer bietet aber auch Raum, um die Dichtklappe ausserhalb des Weges des herabfallenden Beschickungsgutes zu bringen und dadurch Beschädigungen zu vermelden.

Dementsprechend ist auch die untere Dichtklappenkonstruktion vorteilhaft ausgeführt. Es 1st vorgesehen, daß der Ofenkopf eine seitliche, Im wesentlichen oberhalb des Dichtklappen-Dichtrandes der Ausgangsöffnung liegende, nach unten offene Kammer aufweist, in der der Schwenkarm der Dichtklappe mittels einer abgedichtet in der Wandung geführten Welle gelagert ist. Dadurch wird ebenfalls eine Beschädigung der Dichtsitze an der Dichtklappe durch herabfallendes Beschickungs· gut vermieden.

Vorteilhafterweise besteht die ausserhalb der Schleusenkammer angeordnete Verteilvorrichtung aus einem drehbaren Rohr mit aussermittlger Auslauföffnung. Ein ua ein mehrfaches grösserer Durchmesser der Schleusenkammer-Eingangsöffnung kann durch das drehbare Rohr beliebig überstrichen werden. Eine etwa schief gehende Ofensäule läßt sich schon durch die Verteilvorrichtung beeinflussen. Zum Beispiel kann eine der schiefen Möllersäule entsprechende Stellung des drehbaren Rohres zeltweise beibehalten werden. Das Beschickungsgut fällt dann auf einer Seite der Schleusenkammer höher und strömt entsprechend einseitig auf die Verteilerglocke im Ofenraum.

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Eine Speichermöglichkeit ergibt sich nach dem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch, daß das Beschickungsgut in einen Bunker über dem drehbaren Rohr einfüllbar 1st. Der ansonsten über der Verteilvorrichtung vorgesehene Trichter kann zu einem Bunker erweitert werden.

Ferner ist vorgesehen,daß das Antriebsgehäuse für den Drehantrieb der Verteilvorrichtung am Trichter befestigt und staubdicht eingekapselt ist. Das aus der Eingangsöffnung der Schleusenkammer-ausströmende staubhältige Gichtgas vermag daher nicht in das Antriebsgehäuse einzudringen. Eine Beanspruchung durch Wärmestrahlung wird ebenfalls vermieden und schwierige Dichtungsstellen brauchen nicht durch Spülgase oder dergleichen abgedichtet zu werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert:

Figur 1 bildet einen senkrechten Schnitt durch den oberen Teil des Schachtofens mit dem GichtVerschluß.

Figur 2 stellt ebenfalls einen senkrechten Mittelschnitt durch den oberen feil des Schachtofens dar, jedoch in einer Ebene, die senkrecht zur Zeichenebene der Figur verläuft,

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Gemäß Figur 1 gelangt das zur Gicht zu befördernde Beschickungsgut über den Sklp-Aufzug 1 der auf Rädern 2 verfahrbare, weiter nicht gzeigte Wagen aufweist, bis in die Höhe eines Bunkers 3. Das Beschickungsgut rutscht in den Trichterteil H des Bunkers 3 in das drehbare Rohr 5 einer Verteilvorrichtung 6. In dieser Situation befindet sich die Dichtklappe 7 der Schleusenkammer 8 an deren Eingangsöffnung 9 in der strichpunktiert gezeigten Offenstellung 10. Das öffnen der Dichtklappe 7 wird durch einen Druckausgleich üblicher Art ermöglicht. Der während der eigentlichen Begichtung des Ofenraumes sich in der Schleusenkammer 8 aufbauende Druck wird dabei abgelassen, so daß AtmospMärendruck in der Schleusenkammer 8 herrscht. Dieser Druck ermöglicht dann die Öffnungsbewegung der Dichtklappe 7· Je nach der Menge des über die Skip-Vorrichtung 1 eingebrachten Beschickungsgutes staut sich dieses zu dem Beschickungsgut vorrat 11. Zu diesem Zeitpunkt ist auch noch die Auslauföffnung 12 verschlossen, sowie ebenfalls die Dichtklappe

Der Rauminhalt der Schleusenkammer ist nach der jeweiligen Grosse des Schachtofens bemessen. Bei mittleren und gröseeren öfen kann dieser z.B. 12 cbm oder mehr betragen. Dieser Vorrat reicht nunmehr aus, um auf die Verteilerglocke 14 abgelassen zu werden, die zusammen mit der Gichtschüssel 56 einen kegelförmigen Ringraum 15 bildet. Die Qichtechüssel ist erheblich grosser als die Schleusenkammer 8, so daß zwei oder mehrere Füllungen der Schleusenkammer 8 auf die

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Verteilerglocke I²I abgelassen werden können, bis im Ringraum 15 die erwünschte und dem Ofengang anzupassende Beschickungsgutmenge mit richtiger Verteilung auf der Verteilerglocke Ik vorliegt. Erst dann erfolgt das Absenken der Verteilerglocke 14 über das Kolbentriebwerk 16; das an der Bühne 17 gelagert ist und über einen angedeuteten Hebel 18 auf die Schwinge 19 wirkt. Die Schwinge 19 ist bogenförmig ausgeführt und besitzt an ihrem oberen Ende eine Befestigung 20 für eine Kette 21. Vorteilhafterweise befindet sich beidseitig öer Schleusenkammer 8, wie aus Figur 2 ersichtlich ist, jeweils eine solche Schwinge 19 die beide drehfest auf der Achse 22 befestigt sind. Das Lager 23 für zwei Schwingen 19 bzw. für die Achse 22 1st ebenfalls auf der Bühne 17 angeordnet.

Der Bunker 3,der Einfülltrichter 4 und die Verteilvorrichtung bilden praktisch eine Baueinheit, die getrennt von der Schleusenkammer 8 angeordnet 1st. Die Schleusenkammer θ selbst ist höhenbeweglich über den Wärmedehnungsbalg 2k mit dem oberen Teil der ölchtschüssel 56 verbunden. Die Gichtschüssel 56 selbst sitzt dicht auf dem Ofenkopf 25.

Es ist kennzeicheend für die Erfindung,, daß die Schleusenkammer 8 einen freien Innenraum 26 aufweist, der erst im unteren Teil eine Verengung 27 besitzt, in der das Beschickungsgut 28 aufstaubar 1st. Beim Aueführungsbeispiel der Figur 1

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liegen sich die Eingangs- und Auslauföffrtungen 9 bzw. 12 der Schleusenkammer 8 in der lotrechten gegenüber. Diese öffinungen 9 und 12 könnten jedoch ohne weiteres auch versetzt sein.

Der Dichtklappen-Dichtrand 29 liegt nun so, daß ein schnelles Abschwenken der Dichtklappe 7 aus dem Weg des Beschickungsgutes stattfinden kann. Hierzu ist eine Kammer 30 vorgesehen durch deren Wand 31 die Welle 32 für den Schwenkarm 33 der Dichtklappe leicht abdichtbar geführt ist. Die Achse 32 ist daher über den Hebel 34 und das Hydraulikko&feentriebwerk 35, das außen auf der Bühne gelagert ist antreibbar, ohne daß eine größere Anzahl bewegter Teile innerhalb der Schleusenkammer 8 angeordnet werden müßte.

Entsprechend der Anordnung an der Eingangsöffnung 9 liegt auch der Dichtklappen-Dichtrand 36 an der Ausgangsöffnung so, daß die Dichtklappe 13, wie strichpunktiert dargestellt, schnell in die Offenstellung 37 geschwenkt werden kann. Das schnelle Verschwenken und somit kurze Schließzeiten sind insbesondere durch die gemäß Figur 2 außerhalb der Schleusenkammer 8 verlaufenden an die Ketten 21 angeschlossenen Olockenstangen 38 und 39 möglich. Der Schwenkhebel 40 kann sich in der Kammer 41 bewegen und ist über die Welle 42 von außerhalb der Kammer 41 betätigbar. Die Welle 42 kann ebenso vorteilhart ^n Αλτ. AfVW¹W¹S ^3 der Kammer 41 abge-

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dichtet werden.

Das drehbare Rohr 5 der Verteilvorrichtung 6 besitzt eine aussermittige Auslauföffnung 44. Es ist ferner in einem Antriebsgehäuse 45 gelagert, das nach oben dicht gegen den Einfülltrichter 4 schließt, und das nach unten mittels eines Dichtringes 46 den eigentlichen Getrieberaum 47 abdichtet. Außen auf dem Antriebsgehäuse 45 lagert der Planschenmotor 48 dessen Antriebswelle das Getriebe 49 betätigt. Von besonderem Votfteil ist augenscheinlich die Befestigung der Verteilvorrichtung 6 an der Unterseite des Einfülltrichters 4. Sollte wider Erwarten eine Reparatur an der Verteilvorrichtung 6 notwendig sein, so kann die gesamte Baueinheit der Verteilvorrichtung schnellstmöglich ausgetauscht werden. Irgendwelche unter Gasbelästigung durchzuführenden Arbeiten entstehen dadurch nicht. Die Dichtklappe 7 schließt die Schleusenkammer 8 gasdicht ab, so daß das Bedienungspersonal in der Lage ist, ohne weiteres entsprechende Reparaturarbeiten durchzuführen. Der erfindungsgemäße Schachtofen ist daher besonders betriebssicher und im Fall einer Störung besonders leicht manipulierbar.

In Figur 2 ist ersichtlich, daß der Einfülltrichter 4 bzw. der Bunker 3 mittels zwei Skip-Einrichtungen 1 beschickt werden kann. Unterhalb der Verengung 27 der Schleusenkammer befinden sich zwei Stauklappen 50 und 51, auf denen das Beschickungsgut aufsttitzbar ist. Solange diese Stauklappen

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51 geschlossen sind kann die Dichtklappe 13 betätigt werden. Eine der beiden Dichtklappen 7 oder 13 ist daher stets geschlossen, um den Gasverlust aus der Schleusenkammer 8 so gering wie möglich zu halten. Beide Stauklappen 50 und besitzen eigene Schwenkantriebe 52 bzw. 53, die Jeweils aus hydraulischen Kolbentriebwerken bestehen und über Hebelgelenke 5^ bzw. 55 an die Achsen der Stauklappen angelenkt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften 958 929 Deutsche Auslegeschrift 1 009 211 Deutsche Auslegeschrift 1 210

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Claims

DEMAQ Aktiengesellschaft 25·Februar 1970 kl Duisburg 2010346⁵¹IZQs - 5610 Wolfgang-Reuter-Platz

Patentansprüche

1» Schachtofen, insbesondere im Hochdruckverfahren betreibbarer Hochofen mit über der Gicht befindlichem Einfülltrichter und einer Dichtklappen-Schleusenkamraer, aus der das Beschickungsgut einer Verteilvorrichtung im Ofenraum zuführbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß vor der Eingangsöffnung (9) der Dichtklappen-Schleusenkammer (8) eine unterhalb des Einfülltrichters (4) befindliche zusätzliche Verteilvorrichtung (6) angeordnet ist und der freie Schleusenkammer-Innenraum (.26) zur Aus lauf Öffnung (12) hin eine Verengung (2?) aufweist, in der das Beschickungsgut (28) aufstaubar ist.

2. Schachtofen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß sich Eingangs- und AuslaufÖffnung (9*12) der Schleusenkammer (8) in der Lotrechten gegenüberliegen.

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3. Schachtofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schleusenkammer (8) eine seitliche, im wesentlichen oberhalb des Dichtklappen-Dichtrandes (29) der Eingangsöffnung (9) liegende, nach unten offene Kammer (30) aufweist, in der der Schwenkarm (33) der Dichtklappe (7) mittels einer abgedichtet in der Wandung (3D geführten Welle (32) gelagert ist.

4. Schachtofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ofenkopf (25) eine seitliche, im wesentlichen oberhalb des Dichtklappen-Dichtrandes (36) der Ausgangsöffnung (12) liegende, nach unten offene Kammer (41) aufweist, in der der Schwenkarm (40) der Dichtklappe (13) mittels einer abgedichtet in der Wandung (43) geführten Welle (42) gelagert ist.

|. Schachtofen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die außerhalb der Schleusenkammer (8) angeordnete Verteilvorrichtung (6) aus einem drehbaren Rohr (5) mit außermittiger Auslauföffnung (44) besteht.

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6. Schachtofen nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, -."-"'

daß das Beschickungsgut in einen Bunker (3) über dem

drehbaren Rohr (5) ,einfüllbar ist. " *

7. Schachtofen nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,

daß das Antriebsgehäuse (M5)^ für den Drehantrieb der Verteilvorrichtung (6) am Einfülltrichter (¹O befestigt und staubdicht eingekapselt ist.

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