DE2053950A1

DE2053950A1 - Schachtofen

Info

Publication number: DE2053950A1
Application number: DE19702053950
Authority: DE
Original assignee: Hüttenwerk Oberhausen Oberhausen
Priority date: 1970-11-03
Filing date: 1970-11-03
Publication date: 1972-06-08
Also published as: SE361086B; FR2112414A1; NO129052B; IL37824A0; CA957843A; AT320698B; ZA716170B; GB1332225A; IL37824A; NL148699B; CH536476A; IT938905B; LU64187A1; BR7107167D0; BE773580A; NL7115091A; ES395979A1; JPS515972B1; US3810609A; FR2112414B1

Description

Schachtofen

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Schachtofen aus Schacht, Aufgabeeinrichtung und Austragvorrichtung für das im Schachtofen behandelte Schüttgut.- Solche Schachtöfen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, Wenn jedes Element des zu behandelnden Gutes im Schachtofen gleichen thermodynamischen Bedingungen ausgesetzt seien soll, müssen an Gutaufgabe einerseits, an Gutaustrag andererseits besondere Anforderungen gestellt werden, u.a. um sicherzustellen, daß jedes Element des zu behandelnden Gutes im Schachtofen gleiche Aufenthaltungszeit erfährt. Hinzu kommt gleichmäßige Verteilung von gasförmigen Behandlungsmitteln über den Schachtquersohnitt,

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wenn das zu behandelnde Gut mit Behandlungsmitteln wechselwirken soll, - wie es z.B. bei der Direktreduktion von Elsenerzpellets im Schachtofen der Fall 1st, wo Reduktionsgas über den Schachtquerschnitt verteilt werden muß. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Schachtofen für die Direktreduktion von Eisenerzpellets.

Die Erfindung beschäftigt sich spezieller mit dem Problem des Qutaustrages bei einem Schachtofen. Schachtöfen sind mit den verschiedensten Gutaustragvorrichtungen bekannt. Wo hohe Temperaturen oder das Gut selbst den Einsatz von Austragsohnecken, RUttelrosten u.dgl. verbieten, kennt man Austragvorrichtungen, die unter der horizontal angeordneten SchachtmUndung arbeiten und einen unter der Sohachtmündung auf einer horizontalen Führungsbahn hin und herbewegten Austräger aufweisen, der beidselts seiner Bewegungsrichtung austrägt bzw. abwirft. Bei allen bekannten Ausführungsformen von Schachtöfen dieser Gattung 1st der Austräger physikalisch ein Verdrängerkörper, der das behandelte Schüttgut bei seiner Bewegung verdrängt, d.h. vor sich herschiebt und dadurch austrägt. Der Austräger kann ein echter Kolben sein (vgl. deutsche Patentschrift 617 942), was kaum praktikabel ist, wenn hohe Temperaturen herrschen und folglich Kühlung des Kolbens erforderlich wäre. Zwar kann man dieses Problem meistern, wenn man anstelle des Kolbens einen massiven Block einsetzt (vgl. DAS 1 266 326), doch ist bei dieser Ausführungsform die Leistung beschränkt. Bei einer anderen

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Ausführungsform von Schachtöfen dieser Art arbeitet als Austräger eine mittels Exzenter bewegte, nicht rotierende Verdrängerscheibe (vgl. DAS 1 I85 979), die mit ihrem Rand das behandelte Schüttgut über die Kante eines feststehenden Tisches abdrängt· Hier sind zusätzliche Elemente in Form eines mit der Verdrängerscheibe zusammenwirkenden Keilringes erforderlich, wenn größere Leistung verlangt wird. i Stets ist bei den bekannten Ausführungsformen der Gutaustrag über die Sahachtmündung und über den Schachtquerschnitt nicht vollkommen gleichmäßig und der Guttransport durch den Schacht nicht in allen Querschnitten hinreichend gleich,-was auch die Einführung und gleichmäßige Verteilung eines einzuführenden gasförmigen Behandlungsmittels störend beeinflußt und besondere Maßnahmen erforderlich macht, wenn in der eingangs beschriebenen Welse jedes Element des zu behandelnden Gutes annähernd gleiche thermodynamisohe Bedingungen erfahren soll. - Um den Gutaustrag über den Sohachtquerschnitt bzw. die Sehachtmündung und den Guttransport durch den Schacht in allen Schachtquerschnitten hinreichend gleich einzurichten, ist es bei den bekannten " Schachtöfen im allgemeinen erforderlich, den Schacht selbst zu verändern, ihn beispielsweise zur Schachtmündung hin konisch einzuziehen oder besondere Einbauten vorzusehen. Auch dadurch wird die Gleiohverteilung eines einzuführenden gasförmigen Behandlungsmittels über den Schachtquersohnitt störend beeinflußt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schachtofen, Insbesondere einen Schachtofen für die Direktreduktion von Eisenerzpellets, zu schaffen, bei dem gleichmäßiger Gutaustrag über den gesamten Sohachtquerschnitt bzw. die gesamte Schachtmündung und darüber hinaus gleicher Guttransport durch den Schacht in allen Schachtquerschnitten sichergestellt sind, - und zwar hauptsächlich durch besondere Gestaltung der Austragvorrichtung, in Kombination dazu aber auch durch besondere Gestaltung des Schachtes selbst. Darüber hinaus soll auf einfache Weise eine einfache Einführung und eine gleichmäßige Verteilung von gasförmigen Behandlungemitteln über den Sohachtquersohnltt erreicht werden, wenn solche Behandlungsmittel zugeführt werden müssen.

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen, insbesondere einen Schachtofen für die Direktreduktion von Eisenerzpellets, bestehend aus Schacht, Aufgabeeinrichtung und Austragvorrichtung für das im Schachtofen behandelte Schüttgut, wobei die Austragvorrichtung unter der Schachtmündung arbeitet und einen unter der Sohachtmündung auf einer horizontalen Führungsbahn hin- und herbewegten Austräger mit beidseitigem Abwurf des auszutragenden Gutes aufweist. Die Erfindung besteht darin, daß der Austräger als Austragtisch ausgebildet und in einem die Ausbildung eines Sohüttgutkegelstumpfes auf dem Austragtisch zulassenden Abstand unter der Schaohtmündung angeordnet 1st,- Erfindungsgemäß arbeitet der Austräger nicht als Verdränger, sondern als bewegter Tisch. Im Begriff des Tisches liegt, daß das auszutragende Gut auf dem Tisch aufliegt.

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Das auszutragende Gut liegt unter dem Druck der Schüttgutsäule des Schachtes auf dem Tisch auf, da erflndungsgemäß der Tisch innerhalb des Druckkegels der Schüttgutsäule bewegt wird. Der Tisch verbringt nach Maßgabe des Abstandes zwischen Austragtisoh und Sohachtmündung eine Schüttgutsohicht nach außerhalb des Druckkegels der Schüttgutsäule. Wird nun der Austragtisch zurückgenommen, so wird diese vom Gewicht der Schüttgutsäule ganz oder teilweise entlastete Schüttgutschicht | nicht mit zurückgenommen, da auf dem Austragtisoh gleichsam als Widerlager im Bereich der Sohüttgutsäule des Schachtes nach wie vor die Schüttgutsäule aufruht. Das gilt selbstverständlich unter Beachtung des sich regelmäßig einstellenden Druckkegels in einer Sohüttgutsäule, deren Rand in der beschriebenen Weise frei ist. Im übrigen wird bei dem Rückzug des Austragtisohes zur anderen Seite hin Schüttgut in der beschriebenen Weise ausgetragen· Im Ergebnis schiebt sich das auszutragende Schüttgut nach beiden Seiten der Bewegung des Austragtisches im Rhythmus der Hin- und Herbewegung des Austragtisches quasikontinuierlich als Schüttgutstrom ab, wobei überraschenderweise über den gesamten Querschnitt der Schachtmündung ein gleichmäßiges Austragen erfolgt und folglich f ohne Schwierigkeiten auch der Guttransport durch den Sohacht in allen Schachtquerschnitten gleich eingestellt werden kann.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Austräger eine einfache ebene Platte, die verhältnismäßig dünn eingerichtet werden kann. Die Auslegung der Platte richtet sich nach den aufzunehmenden Beanspruchungen. Handelt es sich

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um einen Schachtofen« bei dem das auszutragende Out Temperaturen aufweist, die eine Kühlung des Austragtisches erforderlich machen, so wird man die Anordnung im allgemeinen so treffen, daß der Austragtisoh als ebener, plattenförmiger Hohlkörper ausgeführt und gekühlt, z.B. an eine Heißkühlung, angeschlossen ist. Um den Austragtisoh in der beschriebenen Weise hin und her zu bewegen, müssen verhältnismäßig große Kräfte aufgebracht werden. Zwar könnte man den Austragtisch grundsätzlich an Kolbenstangen anschließen, um jedoch Kniokbeanspruchungen in solchen Kolbenstangen zu vermeiden, empfiehlt die Erfindung, daß der Austragtisch an beiden Stirnseiten an Zugstangen oder andere Zugmittel angeschlossen und mittels auf die Zugstangen arbeitender Zylinderkolbenanordnungen, Exzenteranordnungen oder dergleichen hin- und herbewegbar ist. Zweckmäßigerweise ist die Frequenz der Hin- und Herbewegung einstellbar. Im Rahmen der Erfindung liegt es, den Austragtisch auf seiner Oberseite mit Mitnehmerleisten zu versehen. Im allgemeinen sind solche jedoch nicht erforderlich.

Um über den Schachtquerschnitt das auszutragende Qut sehr gleichmäßig auszutragen und auch einen über die Höhe des Schachtes in allen Schachtquerschnitten gleichen Outtransport sicherzustellen, wird auch in Rahmen der Erfindung der Schacht in besonderer Weise gestaltet, - jedoch vereinfacht. So ist in Kombination zu den vorbeschriebenen

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Maßnahmen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet* daß der Schacht zylindrisch oder zur SchaohtmUndung hin konisch erweitert ausgeführt 1st, und daß der Austragtisch etwa der Breite der Schachtmündung angepaßt 1st, während in Richtung der hin- und hergehenden Bewegung des Austragtisches die Erstreckung des Austragtisches etwa der halben Breite der Schachtmündung entspricht. Bei dieser ' Ausführungsform ist also der Austragtisch in seiner Bewegungsrichtung schmaler als dem Durchmesser des Schachtes in dieser Richtung entspricht. Aus der oben beschriebenen Punktionsweise ergibt sich jedoch, daß man in diesem Falle zweckmäßigerweise dafür sorgt, daß der Tisch in dieser Erstreckung etwa den Durchmesser des Druokkegels aufweist, den das Schüttgut über dem Austragtisch aufbaut· Im übrigen ruht jedoch das Schüttgut bei dieser Ausführungsform auch auf der Führungsbahn des Austragtisches· Zm allgemeinen wird sich die Führungsbahn des Austragtisohes nach beiden Selten der hin- und hergehenden Bewegung hin als Schubbahn für das auszutragende Out um etwa die Breite der Sahachtmündung über die Sohachtmündung hinaus λ erstrecken, wobei der Abwurf des Gutes über Fallöffnungen erfolgen kann. Der Austragtisch braucht sich dabei selbstverständlich nur über einen Teil der Länge von Führungsbahn plus Sohubbahn bewegen, jedenfalls erfindungsgemäß so, daß stets der Druck der Schüttgutsäule des Schachtes auf dem Tisch liegenbleibt, um in der eingangs beschriebenen Weise die Funktion als Widerlager zu erfüllen.

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Handelt es sioh um einen Schachtofen, bei dem ein gasförmiges Behandlungsmedium zugeführt wird, so empfiehlt die Erfindung, an den Schacht beldselts der Bewegungsrichtung des Austragtisches die auegetragene Schicht überdeckende Abdeckgehäuse anzubringen. Die Zuführung des Behandlungsmittels für das Out kann unmittelbar über dieses Abdeckgehäuse erfolgen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Vertlkalsohnitt duroh einen erfindungsgemäßen Schachtofen,

Flg. 2 einen Schnitt In Richtung A-A durch den Gegenstand nach Figur 1 und

Flg. 3 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Figur 1.

Der in den Figuren dargestellte Schachtofen ist insbesondere als Schachtofen für die Direktreduktion von Eisenerzpellets bestimmt, darauf jedoch nicht beschränkt. Er besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau zunächst aus dem Schacht 1 mit einer nur angedeuteten Aufgabeeinrichtung 2 und einer Austragvorrichtung 5 bis 8 für das im Schachtofen behandelte

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Schüttgut j5. Die Austragvorrichtung arbeitet unter der Schachtmündung 4, sie besitzt einen unter der Schachtmündung 4 auf einer horizontalen Führungsbahn 5 hin- und herbewegten Austräger 6 mit beidseltigem Abwurf des Gutes. Der Austräger 6 ist als Austragtisch ausgebildet und in einem die Ausbildung eines Schüttgutkegelstumpfes auf dem Austragtisch 6 zulassenden Abstand a unter der Sohachtmündung 4 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel istder Austragtisch 6 eine verhältnismäßig dünne ebene Platte, die jedoch nichtsdestoweniger als Hohlkörper aus- | geführt und für eine Heißkühlung eingerichtet 1st. Der Austragtisch 6 ist an beiden Stirnseiten an Zugstangen 7 angeschlossen und mittels auf die Zugstangen arbeitender Zylinderkolbenanordnungen 8 oder dergleichen hin- und herbewegbar. Das Kühlmittel für die Heißkühlung wird über diese Zugstangen 7 zu- und wieder abgeführt. Nicht dargestellt ist, daß der Austragtisoh 6 auf seiner Oberseite auch Mitnehmerleisten aufweisen kann.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Schacht 1 zur Schachtmündung 4 hin konisch erweitert. Der Austragtisch 6 ist in seiner Breite b etwa der Schachtmündung 4 angepaßt (vgl. Pig.2), in Richtung I der hin- und hergehenden Bewegung des Austragtisches 6 entspricht seine Erstreckung e jedoch nur etwa der halben Breite der Schachtraündung 4. Die Führungsbahn 5 für den Austragtisoh erstreckt sich nach beiden Seiten der hin- und hergehenden Bewegung aLs Schubbahn für das auszutragende Out 3 um etwa die

2 0 ^cJii2W0 7 U 0

- Io -

Breite der Sohaohtmündung 4 über diese hinaus. An diese Schubbahn sind Fallöffnungen 9 für das auszutragende Gut 3 angeschlossen, welches also beidseitig abgeworfen wird. Der Auetragtisch 6 führt nur einen verhältnismäßig kleinen Hub aus· Das wird im einzelnen weiter unten nooh erläutert. Zunächst ρ zeigen die Figuren, daß an den Schacht 1 beidseits der Bewegungsrichtung des Austragtisches 6 die Sohubbahn überdeckende Abdeckgehäuse 10 angeschlossen sind. Da es sich im Ausführungsbeispiel um einen Schachtofen für die Direktreduktion von Eisenerzpellets handelt, ist die Zuführung eines gasförmigen Behandlungsmittels, nämlich des Reduktionsgases, erforderlich. Dieses wird im Ausführungsbeispiel über die Abdeckgehäuse 10 und die dort gezeichneten Zuführungselernente 11 zugeführt. Es verteilt sloh überraschend gleichmäßig über den Schachtquerschnitt.

In Figur 1 ist durch den Pfeil 12 die hin- und hergehende ^ Bewegung des Austragtisches angedeutet, wobei die Länge dieses ™ Pfeiles 12 der Amplitude dieser hin- und hergehenden Bewegung entspricht. Im übrigen ist in Figur 1 durch Schraffur zunächst angedeutet worden, wie sich der Druckkegel 13 der Säule des Schüttgutes 3 über dem Austragtisch 6 bzw. über dessen Führungsbahn 5 aufbaut. Erfindungsgemäß arbeitet der Austragtisoh 6 nioht als Verdränger, sondern als bewegter Tisch. Es liegt das auszutragende Gut auf dem Austragtisch 6 auf, und zwar mit dem Druck des Druckkegels 13· Wenn der Austragtisoh 6 nun bewegt wird, verbringt er nach Maßgabe des Abstandes zwischen

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Austragtisch. 6 und Schachtmündung 4 und nach Maßgabe des durch den Pfeil 12 angedeuteten Hubes eine Schüttgutschicht l4 in Richtung der Bewegung. Diese Schicht 14 ist in der Figur schraffiert angedeutet worden. Wird nun der Austragtisch 6 zurückgenommen, so wird diese vom Druckkegel 13 entlastete Schüttgutschicht 14 nicht mit zurückgenommen, da auf dem Austragtisch 6 gleichsam als Widerlager die Schüttgutsäule mit ihrem Druckkegel 13 aufruht. Beim Rückzug erfolgt der * Austrag in genau der gleichen Weise dann zur anderen Seite hin. Im Ergebnis schiebt sich ein Schüttgutstrom nach Mafigabe der Frequenz der hin- und hergehenden Bewegung des Austragtisohes quasikontinuierlich nach beiden Seiten ab.

Ansprüche t

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Claims

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4, •■■-Γ,Γ,Ι**?..,-,

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Ansprüche

1. Schachtofen, Insbesondere für die Direktreduktion von Eisenerzpelleta, bestehend aus Schacht, Aufgabeeinrichtung und Austragvorrichtung für das im Sahachtofen behandelte

P Schüttgut, wobei die Austragvorrichtung unter der Sohachtmündung arbeitet und einen unter Sohachtnünduhg auf einer horizontalen Führungsbahn hin- und herbewegten Austräger mit beidseltlgem Abwurf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Austräger als Austragtisoh (6) ausgebildet und in einen die Ausbildung eines Schüttgutkegelstumpfes auf den Austragtisch (6) zulassenden Abstand (a) unter der Schachtmündung (4) angeordnet 1st.

2. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragtisch (6) als ebene Platte ausgeführt 1st.

fe 3. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragtisoh (6) als ebener, plattenförmiger Hohlkörper ausgeführt und an eine Heißkühlung angeschlossen 1st.

4. Schachtofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragtisoh (6) an beiden Stirnseiten an Zugstangen (7) angeschlossen und mittels auf die Zugstangen arbeitender Zylinderkolbenanordnungen (8), Exzenteranordnungen oder dergleichen hin- und herbewegbar ist.

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5* Schachtofen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß In Kombination dazu der Schacht (1) zylindrisch oder zur Schaohtmündung (4) hin konisch erweitert ausgeführt 1st, und daß der Austragtisch (6) etwa der Breite der Schaohtmündung (4) angepaßt 1st, während * In Richtung der hin- und hergehenden Bewegung des Austragtisohes (6) die Srstreokung des Austragtlsohes etwa der halben Breite der SohaohtmUndung (4) entspricht.

6. Schachtofen naoh den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß sich die Führungsbahn (5) für den Austragtisch (6) naoh beiden Seiten der hin- und hergehenden Bewegung des Austragtisches (6) hin als Schubbahn für das auszutragende Out um etwa die Breite der Sohachtmündung (4) über die Schachtmündung hinaus erstreckt und an die Führungsbahn Fallöffnungen (9) für das auegetragene Out (3) angeschlossen sind.

7. Schachtofen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragtisch (6) sioh unter dem Druckkegel (13) des Schüttgutes (3) im Schacht (1) nur über einen Teil des Durohmessers des Druckkegels bewegt.

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8· Schachtofen nach den Ansprüchen 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß an den Schacht (1) beidseita der Bewegungs richtung des Austragtisohes (6) das ausgetragene Out überdeokende Abdeokgehäuse (10) angeschlossen sind«

9. Schachtofen naoh den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung von Behandlungsmitteln für das Out über die Abdeokgehauee (10) erfolgt.

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