DE2308454A1

DE2308454A1 - Dosierorgan fuer die steuerung des materialstroms beim begichten von schachtoefen

Info

Publication number: DE2308454A1
Application number: DE19732308454
Authority: DE
Inventors: Edouard Legille; Rene Mahr
Original assignee: Anciens Etablissements Paul Wurth SA
Current assignee: Paul Wurth SA
Priority date: 1972-03-06
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1973-09-13
Also published as: SU576066A3; AU477094B2; LU64909A1; IT985581B; NL7302296A; GB1421628A; FR2175452A5; ZA731200B; BE796308A; JPS5629185B2; JPS49105A; SE436895B; AT330819B; CH556520A; DE2308454C2; ES412329A1; NL180682C; AU5259073A; US4074835A; ATA73973A

Description

2308Α5Λ

PA ΐ ENTANMELDUNG

S.A. des Anciens Etablissements PAUL MJRTH,

32, rue d'Alaace,
L u χ e m b ο u r g

Dosierorgan für die Steuerung des Materialstroms beim Begichten von Schachtofen.

Die Erfindung betrifft ein Dosierorgan zur Steuerung des Materialstroms beim Begichten von Schachtöfen, inabesondere Hochöfen.

Die neuzeitliche Entwicklung im Hochofenbetrieb fordert die restlose Beherrschung aller Betriebsvorgänge im und am Ofen um gegebenenfalls noch bestehende Wirt-

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schaftlichkeitslücken rigoros auszuschöpfen. Zur Erzielung des optimalen Ofenbetriebs bedarf es einer feinfühligen Erfassung und Steuerung aller Betriebsvorgänge, wobei dem BegichtungsVorgang eine besondere Bedeutung zukommt. Eine einwandfreie und weitgehend willkürliche Beherrschung des Begichtungsvorgangs auch bei grossen Gichtquerschnitten und sehr hohen Drücken und Temperaturen an der Gicht zur Erzielung einer gleichmässigen Schüttung über den Ofenquerschnitt auch bei verschiedenartiger Materialzusammensetzung und Materialkörnung erfordert eine einwandfreie Beherrschung des Nachfüll- und Doeiervorgangs. Die Verteilung und Dosierung der Beschickung über den Ofenquerschnitt sind somit von primärer Bedeutung, weil dadurch die Grundlage für die weiteren Betriebsvorgänge geschaffen wird.

Die bisher üblichen Verteilervorrichtungen mit Glockenverschlüssen an der Gicht bedingen ein unkontrollierbares Aufgeben der gerade vorhandenen Materialmenge und damit häufig ein ungenaues Ablegen des Möllergutes an Stellen der Beschickungsebene, die einer Zufuhr weniger bedürfen, wodurch sich ein Mangel der Bedarfsstelle noch erhöht.

Durch die deutsche Patentanmeldung Nr P 20 35 458.9

wurde eine Begichtungsvorrichtung bekannt, welche den vom Portschritt der Technik gestellten Forderungen nach einer einwandfreien und willkürlichen Beherrschung de& Schüttvorganges über den Gestellquerschnitt des Ofens Genüge leistet. Gemäss dieser neuartigen Begichtung ^voiti ohtung wird das Beschickungsgut mittels einer im Ofenkopf

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angeordneten drehbaren und in Bezug auf die Ofenachse winkelverstelitären Schüttschurre in beliebiger Weise über den Ofenquerschnitt verteilt.

In der luxemburgischen Patentschrift Nr 64.910 ist eine Dosieranlage beschrieben, in welcher die Materialzufuhr in den Ofen gewichtsmässig während dem Begichtungsvorgang erfasst wird. Mittels dieser Dosieranlage wird ea möglich die Zufuhr des Beschickungsgutes oder Möllers zur Schutt- und Verteilerschurre in Abhängigkeit der vom Ofengang geforderten Begichtung nach einem optimalen Sollwert zu steuern.

Ein einwandfreies und möglichst genaues Arbeiten dieser Dosieranlage kann jedoch nur gewährleistet werden, wenn neben einer feinfühligen Gewichtserfassung des Möllerablaufs aus einem Vorratsbunker, der Auslaufstrom ebenfalls durch ein leicht steuerbares Dosierorgan erfasst und geregelt werden kann. Die bisher bei den bekannten Begichtungsanlagen gelegentlich eingesetzten Fördermittel, wie beispielsweise Austragrinnen, Vibrationsstrecken oder Förderschnecken, haben entweder keinen oder nur sehr geringen Einfluss auf die Kontrolle bzw. Steuerung des Schüttvorgangs, sie dienen lediglich entweder zum Transport des Beschickungsgutes in horizontaler Richtung oder zur Vermeidung von grossen Fallhöhen. Desweiteren sind ihre beweglichen Teile einer wirtschaftlich kaum tragbaren Abnützung unterworfen durch die ständige Reibung der Begichtungsgüter an ihren Oberflächen. Selbst ein Auskleiden der dem Verschleiss ausgesetzten Teile, beispielsweise mit Schmelzbasalt oder Hartmetall, bringt nur eine geringe Verbesserung in dieser Hinsicht. Ein abruptes Abstoppen des Materialstroms ist mit Hilfe dieser bekannten

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Förder- "bzw. Dosiermittel auch nicht möglich, daher wird es bei diesen Vorrichtungen stets erforderlich zusätzlich eine Materialhalteklappe vorzusehen. Ein weiterer schwerwiegender Nachteil der bekannten Dosierorgane liegt darin, dass sie eine komplexe und teuere Anlage mit grossem Raumbedarf erforderlich machen die zudem grosse Abdichtprobleme bei Hochdrucköfen aufwirft.

Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein dem rauhen Hochofenbetrieb angepasstes und doch zuverlässig und genau arbeitendes Dosierorgan zu entwerfen, welches zudem einfacher Ausführungsart und leicht zu steuern ist. Die Dosierfähigkeit soll weder materialabhängig noch von dessen Körnung abhängen und die Dosiergenauigkeit stets innerhalb den einmal festgesetzten Grenzen verbleiben. Desweiteren soll die Dosiervorrichtung sich leicht in die gesamte Begichtungsanlage einbauen lassen im Hinblick auf einen vollautomatisierten und dauernd kontrollier- und korrigierbaren Ablauf des Begichtungsvorganges.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es möglich ist mit Hilfe einer, einfachen in die Oeffnung eines Auslaufkanals eingeführten Blende ein genaues

Dosierorgan zu entwerfen, falls die durch die Blende freigemachten Oeffnungsquerschnitte für bestimmte Körnungen dea auslaufenden Materials ein gewisses Länge- zu Breiteverhältnis einhalten. Angestellte Auslauf- oder Fliessversuche haben gezeigt, dass für die zur Hochofenbegichtung üblicherweise verwendeten Materialien günstige Fliessverhältnisse und optimale Länge- zu Breiteverhältnisse des Oeffnungsquerschnitts entstehen, wenn der Auslaufkanal bzw. die Auslauföffnung eine möglichst ovale

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Form annimmt. Eine in diese ovalfönnige Auslauföffnung eingeschobene Blende erzeugt in jeder beliebigen Zwischenstellung die erstrebten Seitenverhältnisse, und dies bis zu den kleinsten Oeffnungsquerachnitten, sodass wie Versuchsergebnisse gezeigt haben, für die verschiedensten Möllerkomponenten der Materialdurchfluss eine direkte Punktion der von der Blende erzeugten Oeffnung ist.

Die gestellte Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung derart gelöst, dass jeder Vorratsbunker der Begichtungsanlage an seinem unteren Auslaufende mit einem Auslaufkanal versehen ist, dessen Querschnitt annähernd ovalförmig ist und dass die Auslauföffnung des Kanals durch eine senkrecht in den Kanal ein- und ausgeführte AbBchliessblpnde abgeschlossen ist.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Querschnitt des Auslaufkanals eine der Ovalform annähernd aechseckige Form auf und die Abschliessblende wird durch eine helmförmige Drosselklappe, die in den Kanal einschneidet, gebildet.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden anhand eines bevorzugten, in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Dosiervorrichtung;

Figur 2 einen Detailschnitt durch den Auslaufkanal eines Vorratsbunkers;

Figur 3 einen Querschnitt durch den Auslaufkanal eines Vorratsbunkers.

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In der Figur 1 ist zur Begichtung eines Hochofens mit Möller eine im Ofenkopf 1 zentrisch angeordnete drehbare iind in Bezug auf die Ofenachse winkelverstellbare Drehschurre 2 angeordnet. Der Schurre 2 wird über eine zentrische Stau- und Einlaufstrecke 3 das aus einem Vorratabunker 4 auslaufende Beschickungsgut zugeführt. Die Begichtungsanlage begreift mindestens zwei Vorratsbunker 4, 4'f die abwechselnd das Beschickungsgut in die Einlaufstrecke 3 einspeisen. Am Auslauf eines jeden Vorratsbunkers 4 bzw. 4' ist ein Auslaufkanal 5 bzw. 5¹ vorgesehen, welcher erfindungsgemäss durch eine Stell- oder Drosselklappe 6 bzw. 6' abgeschlossen ist. Zur Abdichtung gegenüber dem Ofeninnendruck ist jeder Vorratsbunker 4 bzw. 4¹ mit einer unterhalb der Drosselklappe 6 bzw. 6¹ angeordneten Dichtklappe 7 bzw. 7' versehen. Die Abdichtung des Vorratsbunkers 4 bzw. 4¹ gegen die Aussenatmosphäre geschieht über ähnliche am Einfüllstutzen der Bunker angeordnete Abdichtklappen 8 bzw. 8'. Beim Einfüllen des Materials in einen der Vorratsbunker 4 bzw. 4' ist seine entsprechende untere Dichtklappe 7 bzw. 7' geschlossen, während beim Auslauf des Beschickungsgutes aus dem Vorratstmnker 4 bzw. 4¹ dessen obere Dichtklappe 8 bzw. 8¹ geschlossen ist, um jeweils ein Entweichen des unter hohem Druck stehenden Ofengichtgases zu verhindern. Wie aus der Figur 1 ersichtlich werden die Dichtklappen 7 bzw. 7'» "bzw. 8, 8' im geöffneten Zustand aus dem Materialstrom herausgeführt um ein Beschädigen der Dichtflächen zu vermeiden.

Beim Einfüllen des Materials in einen der Vorratsbunker 4 bzw. 4' ist ebenfalls dessen Drosselklappe 6 bzw. 6¹ geschlossen, so dass der unteren Dichtklappe 7 bzw. 7' keinerlei Materialhaltefunktion zukommt; in anderen Worten,

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die Dichtklappe 7 bzw. 7' hat ausschliesslich eine Dichtfunktion. Dies hat den grossen Vorteil, dass das Beschickungsgut zu keinem Zeitpunkt in Berührung mit den Dichtflächen der Klappe 7 "bzw. 7' kommt.

Beim Auslauf des Materials aus einem der Vorratsbunker 4 bzw. 4¹, d.h. beim Begichten des Ofens, wird zuerst die Dichtklappe 8 bzw. 8' geschlossen und der Druckausgleich in dem Vorratsbunker 4 bzw. 4¹ auf bekannte Weise vorgenommen, d.h. der Innendruck des Vorratsbunkers 4 bzw. 4¹ wird dem Innendruck der Ofengicht gleich gesetzt. Anschliessend lässt sich die untere Dichtklappe 7 bzw. 7¹ ohne nennenswerten Kraftaufwand öffnen. Nachdem erst die Dichtklappe 7 bzw. 7¹ vollkommen aus dem Materialweg herausgeführt ist, wird die Drosselklappe 6 bzw. 6' geöffnet und das Beschickungsgut aus dem Vorratsbunker 4 bzw. 4' abgelassen.

In der Figur 2 ist ein Längsschnitt durch den unteren Teil des Vorratsbunkers 4 gezeigt. Die Drosselklappe 6 weist, wie oben erwähnt, einen helmförmigen Querschnitt, d.h. eine zum Vorratsbunker 4 hin konkave Form, auf, und schneidet beim Einführen in die Auslauf öffnung 9 des Kanals 5 in den Materialstrom ein. Diese Form der Drosselklappe 6 wirkt sich auf die beim Schliessen bzw. Oeffnen aufzubringenden Kräfte günstig aus. Da lediglich die Nase 10 der Drosselklappe 6 einem gewissen Verschleiss durch das Beschickungsgut ausgesetzt ist, wurde sie, wie in der Figur gezeigt, etwas dickwandiger ausgeführt. Da der Drosselklappe 6 keinerlei Dichtfunktionen: zukommen kann die Nase 10 aus Hartmetall hergestellt werden um den Verschleiss auf ein Minimum zu reduzieren.

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Der Auslaufkanal 5, der wie aus der Figur 3 ersichtlich einen sechseckigen Querschnitt aufweist, ist über einen Anschlussflansch 14 mit dem Vorratsbunker 4 verbunden, und mit einer Schutzhülle 15 umgeben, die ebenfalls an den unteren Teil des Vorratsbunkers 4 über die gleiche Flanschverbindung 14 angeschlossen ist, An ihrem unteren Ende ist die Schutzhülle 15 mittels einer weiteren Flanschverbindung 16 an einen Anschlusstutζen 17 der Einlaufstrecke 3 angeschlossen.

Die Stell- oder Drosselklappe 6 wird mittels einem Hydraulikantrieb 11, der ausserhalb der Schutzhülle 15 angeordnet ist, über einen Hebelarm und eine Drehachse 13 bewegt. Ein Arm 18 des Hebels liegt ausserhalb der Schutzhülle 15 und ist an seinem äusseren Ende mit dem Kolben des Hydraulikantriebs 11 verbunden. Das andere Ende des Arms 18 ist fest mit der Drehachse 13 verbunden. Die Achse 13 durchstösst die Wand der Schutzhülle 15 und betätigt den anderen Arm 19 des Hebels, der zwischen dem Ausläufkanal 4 und der Schutzhülle 15 angeordnet ist. Das freie Ende des Hebelarms 19 ist mittels Schraubverbindungen 20 über ein Anschlusstück 21 mit dem hinteren Teil der Stell- oder Drosselklappe 6 verbunden. Die Durchführung der Drehachse 13 durch die Schutzhülle 15 wird in bekannter Weise mittels in der Zeichnung nicht dargestellten Stopfbüchsendichtungen abgedichtet. Alle Bewegungsorgane der Drosselklappe 6 liegen demgemäss aus dem Materialstrom heraus.

Wie aus der Figur 2 hervorgeht, wird die Drosselklappe 6 aus dem Materialstrom herausgeführt wenn der Kolben aus dem 2ylinder des Hydraulikantriebs 11 herausgedrückt wird. Die Schutzhülle 15 ist derart ausgebildet,

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dass die Drosselklappe 6 vollständig aus dem Auslaufkanal 4 herausgeführt werden kann und die Auslauföffnung 9 vollkommen frei macht. Die Schutzhülle 15 ist mit einer Luke 22 versehen, die es gestattet bei ausgefahrener Drosselklappe 6 und geschlossener Dichtklappe 7 die Drosselklappe 6 auszubauen und zu ersetzen.

Unterhalb des Auslaufkanals 5 ist ein Führungskanal 23 vorgesehen der an dem Einlaufstutzen 3 angeschlossen ist und an dessen unterem Teil die Dichtflächen 24 der unteren Abdichtklappe 7 angebracht sind. Wie in der Figur 2 gezeigt sind die Dichtflächen 24 an der Aussen-.wand des Führungskanals 23 angeordnet, wodurch erreicht wird, dass sie sich ausserhälb des Materialflusses befinden.

Aub der Figur 3 geht die sechseckige Form des Auslaufkanals 4 hervor. Der untere dem Verschleiss am meisten ausgesetzte Teil des Kanals 4 ist etwas dickwandiger ausgeführt als dessen oberer Teil. Die Drosselklappe 6 ist in einer durch die strichpunkierte Linie 25 angedeuteten Zwischenstellung gezeigt.

Fliessversuche haben ergeben, dass für ein vorher ausgesiebtes Rohmaterial, dessen Kornband sich stets innerhalb gewissen Grenzen hält, eine bestimmte Menge dieses Rohmaterials bei einer gewissen Stellung der Steuer- oder Dosierklappe stets ungefähr die gleiche Zeitspanne braucht um aus einem Kanal auszulaufen der nach den erfindungsgemässen Gesichtspunkten ausgelegt ist und dessen Auslauföffnung mittels einer Dosierklappe entsprechend der Erfindung gedrosselt ist.

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In anderen Worten, damit eine vorgegebene Menge eines Rohmaterials während einer gegebenen Zeit ausläuft, muss die Dosierklappe für jede einzelne Möllerkomponente in eine bestimmte Zwischenstellung die nachstehend auch als Mittelstellung bezeichnet wird gebracht werden, die sich mittels Versuchen oder Berechnung für jede Materialart und jede Körnung ermitteln lässt· Falls die Auslaufzeiten für die zur Begichtung herangezogenen Möllermäterialien stets gleich bleiben sollen und falls für ,jeden einzelnen Begichtungsvorgang gleiche Materialmengen abgewogen werden, so entspricht jeder Materialart und jeder Körnung eine bestimmte mittlere Klappenstellung. Diese Tatsache.ist besonders vorteilhaft wenn die Begichtung mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit der Verteilerschurre vorgenommen wird, was aus steuerungstechnischen Gründen erwünscht ist. In diesem Fall kann mittels der Dosierklappe innerhalb einer bestimmten Zeit immer die gleiche Menge von Beschickungsgut der Verteilerschurre zugeführt werden, wodurch sich eine gleichmässige Schüttung pro Umdrehung der Schurre erzielen lässt. Durch geeignete Winkelverstellung der Schurre nach einer vollzogenen Drehung lässt sich die gesamte Begichtungsflache gleichmassig beschütten.

Da die Dosierklappe sich durch eine einfache Drehbewegung relativ schnell von einer Stellung in eine andere bewegen lässt, eignet sie sich ebenfalls hervorragend um während dem Begichtungsvorgang Korrekturen vorzunehmen, indem sie um ihre vorgegebene Mittelstellung beispielsweise über Signale die von einer kontinuierlichen Gewichtsmessung herrühren, nachgeregelt wird.

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Neben ihrer oben beschriebenen Dosierfunktion

dient die erfindungsgemässe Dosierkiappe ebenfalls als Materialhalteklappe; sie gestattet ein abruptes Unterbrechen der Materialzufuhr in den Ofen«,

Wegen ihrer einfachen Ausführungsform ist die Dosiervorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung gegenüber den bekannten Dosiereinrichtungen sehr preisgünstig und ist zudem weniger störanfällig, was für den rauhen Hochofenbetrieb von grossem Vorteil ist.

Obwohl zur Erzielung eines annähernd konstanten Materialflusses pro Zeiteinheit für verschiedenartige Möllerkomponenten und verschiedene Körnungen ein annähernd cvalförmiger Querschnitt des Auslaufkanals am geeignetsten erscheint, ist es denkbar dem Auslaufkanal einen kreisförmigen Querschnitt zu geben und die Dosierklappe dementsprechend durch seitliche Begrenzungen derart zu gestalten, dass die erstrebten Seitenverhältnisse der Durchlauföffnung, d.h. das Verhältnis der Klappenöffnung zum Oeffnungsquerschnitt, für die \'erschiedenen Materiala.rten und Körnungen wieder erzielt wird_e

Desweiteren kann der hydraulische Antrieb zur Betätigung der Drosselklappen durch einen elektrischen Motor ersetzt werden, der über ein geeignetes, angepasstes Getriebe die Drehachse der Drosselklappe bewegt.

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Claims

ANSPRUECHE

1. Dosierorgan zur Steuerung des Materialstroms beim Begichten von Schachtofen, insbesondere Hochöfen, welche einen oder mehrere Vorratsbunker zur Speicherung des Beschickungsgutes aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Vorratsbunker (4 bzw. 4¹) an seinem unteren Auslaufende mit einem Auslaufkanal (5 bzw. 5') versehen ist, dessen Querschnitt annähernd ovalförmig ausgebildet ist, und dass die Auslauföffnung (9 bzw. 9') des Kanals (5 bzw. 5¹) durch eine senkrecht in den Kanal (5 bzw. 5¹) hinein- und herausgeführte Abschliessblende (6 bzw. 6') abgeschlossen ist.

2. Dosierorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschliessblende des Auslaufkanals (5 bzw. 5') durch eine helmförmige Drosselklappe (6 bzw.6¹) gebildet wird, die derart angeordnet ist, dass sie beim Schliessen in den Materialstrom einschneidet, und in geschlossenem Zustand als Materialhalteklappe dient.

3. Dosierorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufkanal (5 bzw. 5') eine sechseckige Form aufweist.

4. Dosierorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die helmförmige Drosselklappe (6 bzw. 6¹) über einen um eine Achse (13) drehenden Hebelarm (12), der mittels einem Hydraulikantrieb (11) betätigt wird, in die Kanalauslauföffnung ein- und ausgeführt wird.

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5. Dosierorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die helmförmige Drosselklappe (6 bzw. 6') über eine Achse (13) mittels einem elektrischen Antrieb betätigt wird.

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