DE2035458C3

DE2035458C3 - Beschickungsvorrichtung für einen Schachtofen, insbesondere für einen mit Gegendruck an der Gicht betriebenen Hochofen

Info

Publication number: DE2035458C3
Application number: DE2035458A
Authority: DE
Inventors: Edouard Legille; Rene N. Mahr
Original assignee: Anciens Etablissements Paul Wurth SA
Current assignee: Paul Wurth SA
Priority date: 1969-07-31
Filing date: 1970-07-17
Publication date: 1978-06-01
Also published as: GB1322798A; DE2065460C3; DE7026906U; CH526757A; DE2065460A1; BE754067A; NL164323B; NL7010572A; JPS4914963B1; NL164323C; FR2053327A1; FR2053327B1; DE2035458B2; ES382309A1; DE2065460B2; DE2035458A1; AT311397B; LU59207A1; US3693812A; SE366773B

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für einen Schachtofen, insbesondere für einen mit Gegendruck an der Gicht betriebenen Hochofen,

ίο mit einem feststehenden, zentralen Guteinlauf, der auf eine drehbare und gegenüber der Ofenachse winkelverstellbare Schurre ausmündet, wobei Drehlagerung und Antriebsteile im Ofenraum angeordnet sind.

Der neuzeitliche Hochofenbau stellt an die Beschickungsvorrichtungen immer neue und größere Anforderungen, die einerseits durch die ständige Erhöhung der Ofendrücke und andererseits durch die Vergrößerung der Ofenquerschnitte und damit auch der Beschickungsebene bedingt sind.

Die bekannten Beschickungsvorrichtungen mit Gichtglocken und Ausgleichskammern werden oberhalb einer gewissen Größenordnung in mehreren Beziehungen äußerst problematisch.

Die Unterglocke erreicht bald eine Größe, bei der man an der Grenze der Herstellungsmöglichkeiten steht. Der Betrieb von Gichtglocken derartigen Ausmaßes wirft weitere Probleme, insbesondere bezüglich der Lagerung, der Dichtung und der aufzubringenden Kräfte, auf. Auch das Auswechseln ist schwierig.

Ferner wird mit Vergrößerung des Hochofendurchmessers die Beschickung auf der betreffenden Querschnittsfläche immer ungleichmäßiger. Der unmittelbar unter der Unterglocke entstehende Hohltrichter, die bekannte M-Kurve, prägt sich immer stärker aus, was von einer gewissen Ofengröße ab auch mit Hilfe von einfahrbaren und/oder winkelverstellbaren Schlagmäntel.i nicht entscheidend geändert werden kann.

♦0 Um dieser Schwierigkeiten Herr zu werden, hat man eine aus der deutschen Auslegeschrift 12 63 040 bekannte Beschickungsvorrichtung mit einem Drehrüssel konstruiert, der axial in einen Hochofen hineinführt und sich dann im Ofenkopf in zwei verschieden weit radial ausgebogen.e Rüsselarme gabelt. Die Probleme der Drehlagerung des Rüssels und ihrer Abdichtung konnten jedoch, besonders wegen der hohen Temperaturen und Drücke, nicht bewältigt werden. Der Gedanke hai sich nie verwirklichen lassen.

Das gleiche gilt für die in der britischen Patentschrift 2 71 347 beschriebene Beschickungsvorrichtung eines Gasgenerators, die ebenso wie der erwähnte Rüssel mit einem Drehrohr axial in den Ofen hineinführt, dann aber keine rüsselförmige Ausbiegung, sondern eine winkelverstellbare Schurre aufweist Die Vorrichtung ist in der Patentschrift zwar auch für eine Schachtofen vorgeschlagen. Ihr Einsatz an einem mit hohen Temperaturen und Drücken arbeitenden Hochofen ist jedoch aus den oben angeführten Gründen absolut ausgeschlossen.

Aus den DE-PS 57 164 und 5 33 822 sind Beschickungsvorrichtungen mit drehbaren bzw. dreh- und schwenkbaren Schurren bekannt, wobei Drehlagerung und Antriebsteile im Ofen selbst liegen. Nur Antriebswellen führen von außen in den Ofenraum. Die betreffenden Konstruktionen haben jedoch wegen ihrer Anfälligkeit gegenüber Hitze und Staub nie Ein-

gang in den Hochofenbau gefunden, obwohl zur Zeit der DE-PS 57 164 die Hochöfen noch rr.it maximal 200 mm WS Druck und etwa 300 grd Temperatur an der Gicht betrieben wurden. Vor allem können sie in den heute mit hohem Gegendruck an der Gicht betriebenen Hochöfen nicht eingesetzt werden, in denen bei sogenannten »Durchbläsern« 1000 grd und mehr an der Gicht auftreten können. Die DE-PS 5 33 822 spiegelt den Stand der Technik bezüglich Kalkbrennöfen aus dem Jahre 1930 wieder; hier waren die Temperaturen und Drücke im Ofenkopf gegenüber Hochöfen unvergleichbar gering.

Es besteht also das Bedürfnis nach einer Beschickungsvorrichtung, die eine gleichmäßige bzw. willkürliche Beschickung über einen großen Ofenquerschnitt ermöglicht, auch bei starken Drücken keine Dichtungsprobleme aufwirft und außerdem bei rauhen Bedingungen, insbesondere hohen Temperaturen, eingesetzt werden kann.

Um diesen Forderungen zu entsprechen, geht die Erfindung aus von einer Beschickungsvorrichtung der eingangs definierten, aus der DE-PS 5 33 822 bekannten Art, die ^cchon eine in Grenzen zwangsläufig steuerbare Beschickung ermöglicht und nur am Durchtritt der Antriebswellen kleine zu dichtende Flächen aufweist, und hat gegenüber der bekannten Ausführung zur Aufgabe, die Beschickungsvorrichtung für die in mit Gegendruck an der Gicht betriebenen Schachtofen auftretenden hohen Temperaturen geeignet zu machen, wobei insbesondere die Dichtflächen der die Schachtofenwandung durchsetzenden beweglichen Teile kleingehalten werden sollen.

Gemäß der Erfindung ist hierzu vorgesehen, daß Drehlagerungs- und Antriebsteile der Schurre durch Anordnung in einem eigenen Gehäuse vom übrigen Ofeuraum abgeteilt sind.

Bei dieser Lösung liegen die verhältnismäßig empfindlichen Drehlagerungen und Antriebsteile einerseits insofern noch im Ofenraum, als sie unter dem Ofendruck stehen und deshalb lediglich an der Stelle der Energieeinfühnng, in der Regel nur durch kleine drehende Wellen, abgedichtet werden müssen, sind aber andererseits aus dem eigentlichen Ofenraum herausgenommen, so daß sie den dort auftretenden Temperaturen und darüber hinaus auch dem Staub nicht ausgesetzt sind.

Vorzugsweise mündet eine Spülgaseinführung in das Gehäuse und hindert damit einen Eintritt der heißen und slaubbeladenen Hochofengase in den Gehäuseraum. Im übrigen wird man das Gehäuse auch meist durch eine Ringscheibe gegenüber dem übrigen Ofenraum abschirmen können.

Für die Ausführung der Drehlagerung und der Antriebsteile bestehen vielerlei Möglichkeiten. Eine vorteilhafte Ausführungsform ist weiter unten beschrieben.

Da die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Beschickung eines Hochofens mit einem drehenden und winkelverstellbaren Verteilorgan, der Schurre, überhaupt erst ermöglichen, haben sie den Vorteil einer willkürlich steuerbaren und damit beliebig gleichmäßigen Beschickung über den gesamten Schachtquerschnitt selbst bei öfen größten Durchmessers zur Folge. Darüber hinaus sind sie aber auch in bezug auf die Dichtungsproblenie weitaus vorteilhafter als die bisher allein verwendeten Glock^nvcrschüissc ^prößfren Durchmessers.

Die Zeichnungen geben ein Ausfülirungsbeispiel der Erfindung wieder. Hs zeigt

F i g. 1 eine Beschickungsvorrichtung für einen Hochofen, teils in Seitenansicht, teils im Schnitt. F i g. 2 einen Schnitt durch einen Antrieb für eine Verteilschurre,

Fig. 2a einen Teilsehnitt durch die Verteilschurre,

Fig. 3 einen Schnitt durch weitere Antriebstnile für die Verteilschurre (Getriebe).

ίο Ein Hochofenkopf 1 eines neuzeitlichen Hochleistungs-Hochofens mit großem Gichtdurchmesser wird abwechselnd über zwei Begichtungsschleusen 2, 2' beschickt, denen der Möller beispielsweise mittels eines Förderbands 5 und einer umstellbaren Schüttvorrichtung 6, oder, wie bei 4.4' angedeutet, mittels Hunten (Skip) über Einfülltrichter 3, 3' zugeführt wird.

Die Begichtungsschleusen 2, 2' sind an ihrem Einlaß und ihrem Auslaß jeweils mit einer Verschlußklappe 7 bzw. 10 versehen, die im Begichtungstakt geöffnet bzw. geschlossen werden. Zum Druckausgleich sind die Begichtungsschleusen 2. 2' in üblicher Weise mit Ein- und Auslaßventilen 8_; 8' ausgestattet. Um einen schnellen und einfachen Aus- und Einbau der Begichtungsschleusen 2, 2' wie auch der auf diese folgenden Verteilorgane zu ermöglichen, sind die Schleusen 2, 2' einerseits an ihren Ein- und Auslaßstellen mittels ^chnellösbarer Flanschverbindungen befestigt, von denen die unteren mit 22 bezeichnet sind, und andererseits über Rollen auf Tragschienen 9, 9' verschiebbar abgestützt. Diese Maßnahmen eiiauben ein schnelleres Auswechseln der Begichtungsvorrichtung und damit eine geringere Betriebsunterbrechung zum Zwecke des Auswechselns, als es bei den bekannten Systemen jemals möglich war.

Der Möllerauslauf der Begichtungsschleusen 2, 2' wird jeweils durch Betätigen einer Abschlußkiappe 10, die im geöffneten Zustand vollständig aus dem Materialstrom herausgeschwenkt werden kann, eingeleitet. Ein einstellbares Drosselorgan 11 bewirkt dabei eine Dosierung des Möllerauslaufes. Diese Dosierung läßt sich jedoch in der Regel nur bei Schüttungen von regelmäßiger Körnung erreichen; für Möller mit ungleichmäßiger Körnung werden meist andere Dosiervorrichtungen, beispielsweise Austragrinnen, vorteilhafter sein.

Der aus der Begichtungsschleuse 2 bzw. 2' austretende Möller gelangt in ein Staugefäß 12 und fällt aus diesem durch einen senkrechten, feststehenden Einlauf 13 auf eine im Hochofenkopf angeordnete, drehbare Verteilschurre 15. Das Verhältnis der Inlenrhasse des Einlaufs 13, d.h. Innendurchmesser zu Einlauflänge, soll so gewählt werden, daß der Möller möglichst senkrecht auf die Verteilschurre 15 trifft.

Die Verteilschurre 15 ist sowohl um die Hochofenachse drehbar, als auch gegenüber der Hochofenachse winkelverstellbar. Hierdurch kann, wie in Fig. 1 die Stellungen 18, 18', 18" und 19 erkennen lassen, die gesamte Beschickungsebene 20 \om Materialstrom bestrichen, also durch Drehung bzw. WinKelverstellung der Schurre 15 jeder beliebige Punkt der Beschickungsebene erreicht werden. In der Praxis kann man den Möller beispielsweise auf konzentrischen Ringen oder durch kontinuierliche Winkelverstellung der Schurre 15 während der Drehung

stimmte Punkte der Begichtungsebcnc beschickt werden.

Um die während einer Sehlcusenentleerung durch den Nachlauf des Möllers bedingten Unregelmäßigkeiten in der Beschickung auszugleichen, ist es vorteilhaft, das Öffnen der Begichtungsschleusen 2, T nach einem derartigen Programm zu steuern, daß der Ansatz der Füllung einer Schleusentasche jeweils um einen bestimmten Winkel versetzt wird.

Die Teufenmessung kann mittels herkömmlicher Sonden 17, 17' zwischen zwei Begichtungsvorgängen erfolgen, wobei diese Sonden durch den Wegfall der bisher üblichen Unterglocke mit zugehöriger Schüssel in beliebigem Abstand von der Hochofcnaclise, also auch ganz nahe an dieser, angeordnet werden können. Des weiteren können zur überwachung des Begichlungsvorganges auf verschiedenen Höhen der Hochofengicht Strahlungsschranken angeordnet werden. Um die Vorteile der beschriebenen Verteilvorrichtung voll auszunutzen, ist die Anwendung eines oder mehrerer in senkrechter Ebene durch die Längsrichtung des Hochofens gerichteter Strahlungs-Profilometer vorteilhaft, da hierdurch das Begichtungsprofil kontinuierlich, d.h. auch wahrend der Begichtungsvorgänge, überwacht und die Verteilung gesteuert werden kann. Für verschiedene Anwendungen kann es von Vorteil sein, auch eine Kombination von Strahlungsschranken und Strahlungs-Profilometern zur Überwachung und Steuerung des Bcgichtungsvorganges anzuwenden.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist die im wesentlichen aus dem Einlauf 13, der Schurre 15 und einer Antriebseinheit 14 bestehende Verteilvorrichtung insgesamt mittels einer Flanschverbindung 23 am Hochofenkopf 1 leicht lösbar befestigt. Hierdurch können die gesamten Verteilorgane durch eine geeignete Aufhängevorrichtung 21 mit Hilfe eines Übcrgichtkrans schnell ausgebaut werden.

Durch den Wegfall der Unterglocke mit Schüssel können die Gasabzugsrohre 16 ohne Rücksicht auf die Glocke ganz im Hinblick auf optimale Durchgasunc am Hochofenkopf 1 angeordnet werden. Des weiteren wird durch den beschriebenen Aufbau eine wesentliche Verringerung der gesamten Bau- bzw. Fallhöhe der Beschickungsanlage erreicht.

In F i g. 2 sind der Einlauf 13, die Verteilschurre 15 und ihre Antriebseinheit 14 im einzelnen dargestellt:

Die V'ertcilschurre 15 ist an einer Drehhülse 25 mit einem Drehring 26 über zwei Konsolen 27 durch Bolzcnverbindungcn 28 schwenkbar aufgehängt. Die Drehhülse 25 ist mittels einer Kugeldrehverbindung

29 an dem feststehenden Einlauf 13 drehbar gelagert, wodurch die Verteilschurre 15, wie nachstehend beschrieben, in Drehung versetzt werden kann. Um die gewünschte Schwenkbewegung zu erzielen, ist die Schurre 15 über eine senkrecht angeordnete Stange

30 und eine diese umschließende, zusammen mit der Stange vertikal bewegliche Hülse 31 mit einer zu der ersten Drehhülse 25 konzentrischen, mittels einer Kugeldrchverbindung 35 auf dieser gelagerten zweiten Drehhülse 32 verbunden, indem eine an der Hülse 31 angebrachte lose Rolle 34 in einem sinusförmigen Schlitz 33 der zweiten Drehhülse 32 gleitend angeordnet ist. Die Hülsen 25 und 32 werden durch von außen angetriebene Zahnräder 38 bzw. 39 in Drehung versetzt. Alle diese Bewegungsorgane für die Schurre 15 sind innerhalb eines feststehenden Gehäuses 36 angeordnet, das über lösbare Verhindumicn fest und uasdicht mit dem Hochofenkopf 1 bzw. mit dem Einlauf 13 verbunden ist. Durch die Wand des Gehäuses 36 führen lediglich die Antriebswellen der Zahnräder 38 und 39. womit die Abdichtungsprobleme gegenüber den herkömmlichen Systemen auf ein Minimum reduziert wurden.

Zur Vermeidung von Gichtstaubablagerungen und zur Kühlung des Systems kann durch eine Leitung 37 ein inertes Gas. ζ. B. Stickstoff, in das Gehäuse 36

ίο eingeführt werden, das die Zwischenräume zwischen den verschiedenen Teilen der Bewegungsorgane frei hält. Des weiteren kann durch Einspritzen einer Schmierflüssigkeit in das Gas eine kontinuierliche Schmierung der Teile bewirkt werden.

Es ist ohne weiteres möglich, mit geeigneten Vorrichtungen auch die Vcrtcilschurre 15 zu kühlen, um ihre Lebensdauer zu erhöhen.

Wie aus den Fig. 2 und 2a zu erkennen ist, wird die Verteilschurre 15 durch Absenken bzw. Heben der Verstcllstange 30 um die feststehenden Haltebolzen 28 gedreht und ist hierdurch in ihrer Winkellage gegenüber der Längsachse des Hochofens lückenlos verstellbar, so daß in Kombination mit der gleichzeitigen Drehung der Schurre 15 jeder Punkt der Begichtungsfläche 20 erreicht werden kann. Die Absenkung bzw. Hebung der Stange 30 wird, wie ersichtlich, durch eine Relativbewegung zwischen den Drehhülsen 25 und 32 bewirkt, die den sinusförmigen Schlitz 33 entlang der Rolle 34 bewegt und hierdurch die Hülse 31 zusammen mit der Stange 30 in vertikaler Richtung verschiebt.

In Fig. 3 ist ein Getriebe für die Drehung und die Winkelverstcllung der Schurre 15 gezeigt. Ein Hauptantriebmotor 41 treibt über eine Kupplung 43, eine Bremsvorrichtung 44, ein Zahnradgetriebe 45, 46 und eine Antriebswelle 47 mit dem schon erwähnten Zahnrad 38 die innenlicgende Drehhülse 25 übet den dieser zugehörigen Zahnkranz 48 direkt an, Außerdem treibt der Motor 41 ein Planetengetriebe 49, das sich aus einem Umlaufrad 50 und zwei Innenlaufrädern 51. 52 zusammensetzt, an. Die Laufräder 51, 52 ihrerseits sind über ein Zahnradgetriebe 53 mit der Antriebswelle 54 verbunden, die mit dem bereits genannten Zahnrad 39 die äußere Drchhülsc 32 über den dieser zugehörigen Zahnkranz 55 an treibt.

Bei entsprechend gewählter Übersetzung der verschiedenen Zahnradgetriebe werden beide Drehhülsen 25 und 32 mit gleicher Drehgeschwindigkeit angetrieben, laufen also synchron, so daß die Schurre mit unverändertem Neigungswinkel gedreht wird Die Umlaufgeschwindigkeit und der Drehwinkcl wer den durch ein Anzeigegerät 56 kontrolliert bzw. gesteuert.

Die Drehgeschwindigkeit der Innenlaufräder 51 52 des Planetengetriebes 49 kann mit Hilfe eines Zu satzantriebmotors 42 über eine Kupplung 57 unc Zahnradgetriebe 58, 59 abgeändert werden. Hier durch wird bewirkt, daß die beiden Drehhülsen 2'.

und 32 nicht mehr genau synchron laufen und somi eine Winkelverstcllung der Schurre 15 in bezug au die Schachtofenlängsachse während ihrer Drehbewe gung erreicht wird. Nach Stillsetzen des Zusatzan Iriebmotors 42 rotiert die Schurre 15 mit neuer, ver änderter Winkelstellung weiter. Desgleichen kann dii Schurre, ohne zu rotieren, d. h. nach Abstellen de Antriebmotors 41. mit Hilfe des Zusatzantriebmotor 42 in ihrem Ncicunuswinkcl beiiebi« verstellt wer

(Jlmi. An einem Stelluugsv\inkel-Anzeigcinslruinent 60 kann die Winkelstellung der Schurre 15 direkt abgelesen werden. In diesem (ieriit eingebaute 1 iidkontakle verhindern, daß der /usatzantiiebmolor 42 nach I-rreiehen der extremen Wiiikelstelliiiigen der Schurre noch angeschaltet bleibl.

1 i g. 3 lallt am deutlichslen erkennen, dal.! die hier beschriebene neuartige Antriebsvorrichtung ein Abdichten des unter dem Druck der I loehofcngichl stehenden Gehäuses 36 auf sehr einfache und wirksame Weise liestatlei. da lediulich die beiden Anlriebswel-

len geringen Durchmessers 47 und 54 durch das Gehäuse 36 hindurchgeführt weiden müssen.

Dal! auch andere Antriebs- und Winkelvcrstellvorrichtimgen für die Verteilsehurre 15 möglich sind, \Minie bereits erwähnt. So ist es /.H. denkbar, die W mkcherstcllung der Schurre 15 hydraulisch vorzunehmen. Ι·λ sollte jetloch in der Regel darauf geachtet werden, daß eine möglichst kontinuierliche Winkel verstellung, und zwar vorzugsweise während der Drehbewegung der Schurre 15, erreicht wird.

Hierzu 3 Blatt Zcicliiiungen

Claims

P atentansprüche:

1. Beschickungsvorrichtung für einen Schachtofen, insbesondere für einen mit Gegendruck an der Gicht betriebenen Hochofen, mit einem feststehenden, zentralen Guteinlauf, der auf eine drehbare und gegenüber der Ofenachse winkelverstellbare Schurre ausmündet, wobei Drehlagerung und Antriebsteile der Schurre im Ofenraum angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Drehlagerungs- und Antriebsteiie (25, 38; 30—35, 39) der Schurre (15) durch Anordnung in einem eigenen Gehäuse (36) vom übrigen Ofenraum abgeteilt sind.

2. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (36) eine Spülgascinführung (37) mündet.

3. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (36) gegenüber dem übrigen Ofenraum durch eine Ringscheibe (26) abgeschirmt ist.

4. Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Antriebswelle (47) für die genannten Antriebsteile (25, 38; 30 bis 35, 39) von außen in das Gehäuse (36) geführt ist.

5. Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (25, 38 bzw. 30 bis 35, 39) für die Drehung und die Winkelverstellung der Schurre (15) unabhängig voneinander betütigbar sind.

6. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (25, 38 bzw. 30 bis 35, 39) für die Drehung und die Winkelverstellung der Schurre (15) eine Innendrehhülse (25) aufwehen, an welcher die Schurre (15) mittels Konsolen (27) schwenkbar befestigt ist, und ferner eine zur Innendrehhiilse (25) konzentrische Außendrehhülse (32) aufweisen, mit welcher eine vertikal verschiebbare Schwenkstange (30) zur Winkelverstellung der Schurre (15) verbunden ist, wobei beide Drehhülsen über mit Zahnkränzen (48; 45) für den Antrieb versehene Kugeldrehverbindungen (29, 35) gelagert sind.

7. Beschickungsvorrichtung nacli Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Drehhülse (32) einen bogenförmigen Schlitz (33) aufweist und die Schwenkstange (30) über eine in diesen Schlitz (33) eingreifende Laufrolle (34) mit der Drehhülse verbunden ist und daß die beiden Hülsen (25; 32) mit verschiedenen Drehgeschwindigkeiten antreibbar sind.

8. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkstange (30) in einer vertikalen Hülse (31) angelenkt ist, die an zwei Stellen, durch die Laufrolle (34) verschiebbar, gelagert ist.

9. Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drehhülsen (25, 32) durch einen gemeinsamen Hauptantriebsmotor (41) über ein außerhalb des Schachtofcngehäuscs angeordnetes Zahnradgetriebe (45, 46) synchron angetrieben sind und durch einen Hilfsmotor (42) über ein gleichfalls außerhalb des Schachtofengehäuses angeordnetes Planetengetriebe (49) zueinander relativbevvcubar sind.

K). Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schurre (15) zweiarmig ist.