DE2010346C - Gichtverschluß für mit Gegendruck an der Gicht arbeitende Schachtofen, insbesondere für Hochöfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gichlverschluß für mit Gegendruck an der Gicht arbeitende Schachtofen, insbesondere für Hochöfen, mit über der Gicht befindlichem Einfülltrichter und einer Dichtklappen-Schleusenkammer, aus der das Beschickungsgut einer Verteilvorrichtung im Ofenraum zuführbar ist und deren freier Schleusenkammer-Innenraum zur Auslauföffnung hin eine Verengung aufweist, in der das Beschickungsgut aufstaubar ist.

Die metallurgische Reduktion von Eisenerzen verläuft bei höheren Drücken des Gichtgases als etwa 0,8 bis 1 atü intensiver. Höhere Gichtgasdrückc lassen sich jedoch nur durch entsprechende vorrichtungstechnische Maßnahmen erreichen. Bekanntlich bestehen die herkömmlichen .Gichtverschliisse 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 Auftragsschweißung not-

wendig, um einigermaßen annehmbare Betriebszeiten zu erzielen. Für höhere Drücke veiwendet man in neuerer Zeit Dichtklappen-Schleusenkammern. Mit Dichtklappen versehene Schleusenkammern zeichnen sich dadurch aus, daß der Dichtklappen-Dichtrand sowie die Dichtklapp; 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-Einrichtung zur Gicht beforderte Gut gelangt iii den Dreh-Trichter, der es einigermaßen verteilt. Es ist auch eine bessere Verteilung durch einen oberhalb des Schutt-Trichters angeordneten Verteiler mit außermittiger Ausflußöffnung bekannt. Die zu vermeidende

Entmischung des Beschickurgsgutes 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 Win-

kel, so daß die Entmischung des Gutes verhältnismäßig stark in Erscheinung tritt.

Je größer 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 Nachteil dar.

Das Zweiglockensystem des bekannten Gichtverschlusses, dessen Dichtwirkung nur zu Anfang einer Ofenreise ausreicht, so daß die Gichtglocken nach einiger Zeit ausgewechselt werden müssen, besitzt außerdem einen weiteren Nachteil. Die ineinandergeführten Glockenstangen sind zentral und konzentrisch im Schüttweg des Beschickungsgutes angeordnet. Die Hindurchführung der Glockenstange zur unteren, als Verteiler arbeitenden Glocke erfordert wegen des hohen Glockcngewichtes eine 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 Gichtglockcn, die zusammen mit den Gichtschiisseln eine Schleusenkammer bilden, aus der das Beschickungsgut der unteren Glocke als Verteil-

vorrichtung im Ofenraum zuführbar ist, vereinigen zwei Hauptnachteile:

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

Gemäß einem bekannten Gichtverschluß (USA.-Patentschrift 3 3S4 361) der eingangs bezeichneten Gattung wird das zur Gicht beförderte Gut lediglich über ein Förderband und eine trichterförmige Verengung in den Einfülltrichter über die Schleusenkammer gegeben. Die Verteilung des Gutes im Ofenraum ist daher von den bekannten Schüttkegelwirkungen abhängig, da das Gut auf dieselbe Art in der Dichtklappen-Schleusenkammer aufgestaut und über die Verteilerglocke an den Ofenraum wei.ergeieitet wird. Während des dreimaligen Scnüttvorgangs findet daher eine unkontrollierbare Entmischung statt, die durch die Bemessung der einzelnen Schutt-Trichter bestimmt wird.

Nach cVicr anderen bekannten Bauweise des Gichtven,chlusses der eingangs bezeicuneten Gattung (USA.-Patentschrift 3 417 982) erfolgt die Eingabe des zur Gicht beförderten Gutes zwar in mehrere Einzeltrichter, die um die Glockenstange verteilt angeordnet sind, jedoch ist auch hier eine dreifache Kegelschüttung vorgesehen, bis das Beschickungsgut auf der Beschickungsoberfläche abgelegt ist. In diesem Fall wird die Begichtung des Ofens durch die zentral angeordnete Glockenstange der Zweiglocken-Bauweise noch erheblich gestört.

Die vorbezeichneien Mängel können gemäß einer ahnlichen Gichtverschluß-Bauweise, wie vorstehend erläutert, auch nicht dadurch ausgeglichen werden, indem der Dichtklappen-Schleusenkammer konische Kanäle nachgeordnet werden, wobei die Kanäle ein Entmischen des Gutes bzw. ein unkontrolliertes Strömen vermeiden sollen (Journal of Metals, Februar 1966, S. 235, ^ig. 8).

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

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach der Erfindung dadurch, daß vor der Eingangsöt'fnung der Dichtklappen-Schleusenkammer eine unterhalb des Einfülltrichters befindliche zusätzliche Verteilvorrichtung angeordnet i^t.

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 Verteilcrglocke im Ofenraum in der Dichtklappen-Schleusenkammer fehlen, ergibt sich für das Beschikkungsgut keine Abgangskante. Aus der Skip-Fördervorrichtung heraus gelangt das Gut in den Schutt-Trichter, wird dort in der Kanalverengung aufgefangen und über den Verteiler in eine senkrechte Richtung umgelenkt. Erst in der Verengung der Schleusenkammer — je mch deren Füllungsstand — sammelt sich das Gut unter Vermeidung größerer Böschungswinkel. Erst später, auf der im Ofenraum befindlichen Verteilvorrichtung, kommt es zu der gewünschten Entmischung auf d<*r Beschickungsoberfläche. Die Anordnung der Verteilvorrichtung nachfolgend auf den Schutt-Trichter vermeidet den freien Fall von einer schrägen Abgaugskante aus.

Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dadurch, daß Eingangs- und Auslauföffnung der Schleusenkammer in der Lotrechten sich gegenüberliegen. Das Beschickungsgut wandert senkrecht teils im freien Fall teils in der solchem Gut anhaftenden Bewegungsart durch die Schleusenkammer. Während des freien Falles finden keine Entmischungsvorgänge statt. Auch während des senkrechten Durchwanderns bei geringfügigen Querbewegungen werden im allgemeinen Entmischungen vermieden. Nach der weiteren Erfindung ist vorgesehen, daß die Schleusenkammer eine seitliche, im wesentlichen oberhalb des Dichtklappen-Diditrandes der Eingangsöffnung liegende, nach unten offene Kammer auf- weist, in der der Schwenkarm der Dichtklappe mittels einer abgedichtet in der Wandung geführten Welle gelagert ist. Die seitliche Kammer besitzt zweierlei Vorzug". Es wird an Höhe de gesamten Gichtverschlus-' ses gespart. Die angrenzender Teile der Verteilvorrichtung können sehr nahe an die Eingangsöffnung der Schleusenkammer angebaut werden.

Die seitliche Kammer bietet aber auch Raum, um ]ie Dichtklappe außerhalb des Weges des herabfallenden Beschickungsgutes zu bringen und dadurch Be-Schädigungen zu vermeiden.

Dementsprechend ist auch die untere Dichtklappenkonstruktion vorteilhaft ausgeführt. Es ist 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 Be-■ Schädigung der Dichtsitze an der Dichtklappe durch herabfallendes Beschickungsgut vermieden.

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

Eine Speichermöglichkeit ergibt sich nach dem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch, daß das Beschickungsgut in einen Bunker über dem drehbaren Rohr einf'illbar ist. Der ansonsten über der Verteilvorrichtung vorgesehene Trichter kann zu einem Bunker erweiteit werden.

Ferner ist vorgesehen, daß das Antriebsgelläuse für den Drehantrieb der Verteilvorrichtung am Trichter befestigt und staubdicht eingekapselt ist. Das aus der Eingangsöffnung der Schleusenkammer ausströmendc staub^altige 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:

F i g. I bildet einen senkrechten Schnitt durch den oberen Teil des Schachtofens mit dem Gichtvcrschluß.

F i g. 2 stellt ebenfalls einen senkrechten Mittclschnitt durch den oberen Teil des Schachtofens dar, jedoch in einer Ebene, die senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 verläuft.

Gemäß F i g. 1 gelangt das zur Gicht zu befördernde Bcschickiingsgut über den Skip-Aufzug 1, der auf Rädern 2 vcrfahrbarc, weiter nicht gezeigte Wagen aufweist, bis in die Höhe eines Bunkers 3. Das Bcschikkungsgut rutscht in den Trichterteil 4 des Bunkers 3 in das drehbare Rohr 5 einer Verteilvorrichtung 6. In dieser Situation befindet sich die Dichtklappc7 der Schleusenkammer 8 an deren F.ingangsöffnung9 in der strickpunktiert gezeigten Offcnstcllung 10. Das Öffnen der Dichtklappc 7 wird durch einen druckausgleich üblicher Art ermöglicht. Der während der eigentlichen Begichtung des Ofenraumes sich in der Schleusenkammer 8 aufbauenden Druck wird dabei abgelassen, so daß Atmosphärendruck in der Schleusenkammer 8 herrscht. Dieser Druck ermöglicht dann die Öffnungsbewegung der Dichtklappc 7. Jc nach der Menge des über die Skip-Vorrichtung 1 eingebrachten ßcschickungsgutcs staut sich dieses zu dem Beschickungsgutvorrat 11. Zu diesem Zeitpunkt ist auch noch die Auslauföffnung 12 verschlossen sowie ebenfalls die Dichtklappe 13.

Der Kauminhalt der Schleusenkammer ist nach der jeweiligen Größe des Schachtofens iiciücsscn. "ei milderen und größeren öfen kann dieser z.B. I2cbm oder mehr betragen. Dieser Vorrat reicht nunmehr aus. um auf die Vcrtcilcrglocke 14 abgelassen zu werden, die zusammen mit der Gichtschüssel 56 einen kegelförmigen Ringraum 15 bildet. Die Gichtschüssel 56 ist erheblich größer als die Schleusenkammer 8, so daß zwei oder mehrere Füllungen der Schleusenkammer 8 auf die Vcrtcilcrglocke 14 abgelassen werden können, bis im Ringraum 15 die erwünschte und dem Ofengang anzupassende Beschickungsgutmenge mit richtiger Verteilung auf der Vcrtcilerglockc 14 vorliegt. Frsl dann erfolgt das Absenken der Vcrtcilcrglocke 14 über das Kolbentriebwerk 16, das ar> 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 der Schleusenkammer 8, wie aus F i g. 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 ist ebenfalls auf der Bühne 17 angeordnet.

Der Bunker 3, der Einfülltrichter 4 und die Verteilvorrichtung 6 bilden praktisch eine Baueinheit, die getrennt von der Schleusenkammer 8 angeordnet ist. Die Schleusenkammer 8 selbst ist höhenbeweglich über de¹," Wärmedehnungsbalg 24 mit dem oberen Teil der Gichtschüsscl 56 verbunden. Die Gichtschüssel 56 selbst sitzt dicht auf dem Ofenkopf 25.

Es ist kennzeichnend für die Erfindung, daß die Schleusenkammer 8 einen freien Innenraum 26 aufweist, der eist im unteren Teil eine Verengung 27 besitzt, in der das Beschickungsgut 28 aufstaubar ist. Beim Alisführungsbeispiel der F i g. 1 liegen sich die Eingangs- und Auslauföffnungen 9 bzw. 12 der Schleusenkammer 8 in der Lotrechten gegenüber. Diese Öffnungen 9 und 12 könnten jedoch ohne weiteres auch versetzt sein.

Der Dicluklappcn-Diclilrand 29 liegt nun so, daß ein schnelles Abschwenken der Dichtklappc 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

ίο Dichtklappe leicht abdichtbar geführt ist. Die Achse 32 ist daher über den Hebel 34 und das Hydraulikkolbentriebwcrk 35, das außen auf der Bühne gelagert ist antreibbar, ohne daß eine größere Anzahl bewegter Teile innerhalb der Schleusenkammer 8 angeordnet werden müßte.

lintsprcchend der Anordnung an der Eingangsöffnung 9 liegt auch der Dichtklappcn-Diehtrand 36 an der Ausgangsöffnung 12 so, daß die Dichtklappc 13, wie strichpunktiert dargestellt, schnell in die Offenstellung 37 geschwenkt werden kann. Das schnelle Verschwenken und somit kuize SchlicBzcilcn sind insbesondere durch die gemäß F i g. 2 außerhalb der Schleusenkammer 8 verlaufenden an die Ketten 21 angeschlossenen Glockenstangen 38 und 39 möglich.

Der Schwenkhebel 40 kann sich in der Kammer 41 bewegen und i>.i über die Welle 42 von außerhalb der Kammer 41 betäligbar. Die Welle 42 kann ebenso vorteilhaft in der Wandung 43 der Kammer 41 abgedichtet werden.

Zo Das drehbar·; Rohr S der Verteilvorrichtung 6 besitzt eine außermittige Auslauföffnung 44. Es ist ferner in einem Antriebsgchäusc 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 Flansc'lienmotor 48. dessen Antriebswelle das Gelriebe 49 betätigt. Von besonderem Vorteil ist augenscheinlich die Befestigung der Verteilvorrichtung6 an der Unterseite des Einfülllriehtcrs4. Sollte wider Ei warten eine Reparatur an der Verteilvorrichtung6 notwendig sein, so kann die gesamte Baueinheit der Verteilvorrichtung schnellstmöglich ausgelauscht werden. Irgendwelche unter Gashclüsligung durchzuführenden Arbeiten cntstehen dadurch nicht. Die Dichtklappe7 sehließt die Schleusenkammer 8 gasdicht ab, so daß das Bedienungspersonal in der Lage ist, ohne weiteres entsprechende Reparaturarbeiten durchzuführen. Der cn.ndungsgcmäßc Schachtofen ist daher besonders betriebssicher und im FaI! einer Störung besonders leicht manipulierbar.

In Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Einfülltrichter4 bzw. der Bunker 3 mittels zwei Skip-Einrichtungen 1 beschickt werden kann. Unterhalb der Verengung 27 der Schleusenkammer 8 befinden sich zwei Stauklappen 50 und 51, auf denen das Beschickungsgut aufstützbar ist. Solange diese Stauklappen 50 und 51 geschlossen sind, kann die Dichtklappe 13 betätigt werden. Eine der beiden Dichtklappen 7 oder 13 ist dahei stets geschlossen, um den Gasverlust aus der Schleu senkammcr8 so gering wie möglich zu halten. Beid< Stauklappen 50 und 51 besitzen eigene Schwenkan triebe 52 bzw. 53, die jeweils aus hydraulischen KoI bentriebwcrkcn bestehen und über Hcbel«;e!cnkc 5< bzw. 55 an die Achsen der Slauklappcn angelenkt sind

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Gichtverschluß für mit Gegendruck an der Gicht arbeitende Schachtöfen, insbesondere für Hochöfen, mit über der Gicht befindlichem Einfülltrichter und einer Dichtklappen-Schleusenkammer, aus der das Beschickungsgut einer Verteilvorrichtung im Ofenraum zuführbar ist und deren freier Schleusenkammer-Innenraum zur Auslauföffnung hin eine Verengung aufweist, in der das Beschickungsgut aufstaubar ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Eingangsöffnung (9) der Dichtklappen-Schleusenkammer (8) eine unterhalb des Einfülltrichters (4) befindliche zusätzliche Verteilvorrichtung (6) angeordnet ist.

2. Gicnuerschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich Eingangs- und Auslauföffnung (9, 12) der Schleusenkammer (8) in der Lotrechten gegenüberliegen.

3. GichtverschliiG 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 (31) geführten Welle (32) gelagert ist.

4. Gir'iitverschluß nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeic.net, daß der Ofenkopf (2S) im Bereich der Gichtschüssel 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.

5. Gichtverschluß 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.

6. Gichtverschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungsgut in einen Bunker (3) über dem drehbaren Rohr (5) einfüllbar ist.

7. Gichtvt-rschluß nach den AnspiüchenS und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsgehäuse (45) für den Drehantrieb der Verteilvorrichtung (6) am Einfülltrichter (4) befestigt und staubdicht eingekapselt ist.