DE2308454C2 - Vorrichtung zur Steuerung des Materialstroms beim Begichten von Schachtöfen, insbesondere Hochöfen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Materialstroms beim Begießen von Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, welche einen oder mehrere Vorratsbunker zur Speicherung des Beschickungsgutes aufweisen, wobei jeder Vorratsbunker an seinem » unteren Ende mit einem Auslaufkanal versehen ist, in dessen Querschnitt von oben nach unten ein Dosierorgan greift

Die neuzeitliche Entwicklung im Hochofenbetrieb fordert die restlose Beherrschung «Her Betriebsvorgänge im und am Ofen, um gegebcnemalls noch bestehende Wirtschaftlichkeitslacken rigoros auszuschöpfen. Zur Erzielung des optimalen Ofenbetriebs bedarf es einer feinfühligen Erfassung und Steuerung aller Betriebsvorgänge, wobei dem Begichtungsvorgang eine besondere *o 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 «5 Ofenquerschnitt auch bei verschiedenartiger Materialzusammensetzung und Materialkörnung erfordert eine einwandfreie Beherrschung des Nachfüll- und Dosiervorgangs. Die Verteilung und Dosierung der Beschikkung über den Ofenquerschnitt sind dabei von primärer so Bedeutung, weil durch sie die Grundlage für die weiteren Betriebsvorgänge geschaffen wird.

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

Durch die DE-OS 2035 458 wurde nun eine M Belichtungsvorrichtung bekannt, welche die Forderungen nach einer einwandfreien und willkürlichen Beherrschung des Schüttvorganges über den Gestellquerschnitt des Ofens erfüllt. In dieser Begichtungsvorrichtung wird das Beschickungsgut mittels einer im &5 Ofenkopf angeordneten drehbaren und in bezug auf die Ofenachse winkelverstellbaren Schiittschurre in beliebiger Weise über den Ofenquerschnitt verteilt. Für diese Begichtungsvorrichtung ist die eingangs bezeichnete Art einer Vorrichtung zum Steuern des Materialstroms beim Begichten, gleichfalls aus der DE-OS 20 35 458, bekanntgeworden.

In der luxemburgischen Patentschrift Nr. 64 910 ist ferner eine Dosieranlage beschrieben, in welcher die Materialzufuhr in den Ofen während des Begichtungsvorganges gewichtsmäßig erfaßt wird. Mittels dieser Dosieraniage ist es möglich, die Zufuhr -des Bcschikkungsgutes oder Möüers zu der Schüttscuurre in Abhängigkeit von der vom Ofengang geforderten Begichtung nach einem Sollwert zu steuern.

Ein einwandfreies und möglichst genaues Arbeiten dieser Dosieranlage kann jedoch nur gewährleistet werden, wenn über eine feinfühlige Gewichtserfassung des Möllerablaufs aus einem Vorratsbunker hinaus auch der Auslaufstrom durch ein leicht steuerbares Dosierorgan erfaßt und geregelt werden kann. Die bisher eingesetzten Fördermittel, wie Austragrinnen, Vibrationsstrecken oder Förderschnecken, haben entweder keinen oder nur sehr geringen Einfluß auf die Kontrolle bzw. Steuerung des Schüttvorgangs, sie diener! lediglich entweder zum Transport des Beschickungsgutes in horizontaler Richtung oder zur Vermeidung von großen Fallhöhen. Des weiteren sind ihre beweglichen Teile einer kaum tragbaren Abnutzung 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 Förderbzw. Dosiermittel ebenfalls nicht möglich; daher ist bei diesen Vorrichtungen immer zusätzlich eine Materialhalteklappe erforderlich. Ein weiterer schwerwiegender Nachteil der bekannten Dosierorgane liegt darin, daß sie eine komplexe und teuere Anlage mit großem Raumbedarf notwendig machen, die zudem große Abdichtprobleme bei Hochdrucköfen aufwirft

Es ist die Aufgabe der vorlieget sten Erfindung, eine dem rauhen Hochofenbetrieb angepaßte und doch zuverlässig und genau arbeitende Dosiervorrichtung zu schaffen, die außerdem von einfacher Bauweise und leicht zu steuern ist Die Dosierfähigkeit soll weder vom Material noch von dessen Körnung abhängen, und die Dosiergenauigkeit soll stets innerhalb der festgesetzten Grenzen verbleiben. Des weiteren soll die Dosiervorrichtung sich leicht in die gesamte Begichtungsanlage einbauen lassen im Hinblick auf einen vollautomatisierten und dauernd kontrollier- und korrigierbaren Ablauf des Begichtungsvorganges.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art der Querschnitt des Auslaufkanals annähernd ovalförmig, die Breite begrenzter als die Höhejusgebildet ist und das Dosierorgan eine in den Auslaufkanal hinein- und herausgeführte Abschließblende ist

Wie mit der Erfindung erkannt wurde, ist mit Hilfe einer einfachen, in die Öffnung eines Auslaufkanals eingeführten Blende ein genaues Dosieren möglich, wenn die von der Blende freigelassenen Öffnungsquer schnitte für bestimmte Körnungen des auslaufenden Materials ein gewisses Verhältnis Länge zu Breite einhalten. Auslauf- oder Fließversuche haben gezeigt, daß für die zur Hochofenbegichtung üblicherweise verwendeten Materialien günstige Fließverhältnisse und optimale Verhältnisse Länge zu Breite des Öffnungsquerschnitts entstehen, wenn der Auslaufkanal

bzw. die Ablauföffnung eine moglidui ovale Form annimmt. Eine in die ovalförmige Auslauföffnung eingeschobene Blende erzeugt in jeder beliebigen Zwischenstellung die angestrebten Seitenverhältnisse, und dies bis zu den kleinsten Öffnungsquerschnitten, so daß, wie Versuchsergebnisse gezeigt haben, für die verschiedensten Möllerkompopenten der Materialdurchfluß eine direkte Funktion der von der Blende freigelassenen Öffnung ist.

Eine annähernd ovale Querschnittsform des Auslaufkanals kann auch durch ein Achteck verwirklicht werden.

Ovale Auslauföffnungen mit einer Abschließblende sind an sich bekannt, wie z.B. die US-PS 18 98 328, jedoch ohne Zusammenhang mit einer Dosierfunktion, zeigt.

Die Abschließblende des Auslaufkanals ist vorzugsweise helmförmig ausgebildet

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben.

F i g. J zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch eine Begichtungsanlage eines Hochofens.

F i g. 2 zeigt in einem Ausschnitt aus F i g. 2 in größerem Maßstab eine Dosiervorrichtung.

Fig.3 zeigt einen Querschnitt durch die in Fig.2 gezeigte Dosiervorrichtung.

Zur Begichtung eines Hochofens mit Möller ist im Ofenkopf 1 zentrisch eine drehbare und in bezug auf die Ofenachse winkelverstellbare Schurre 2 angeordnet Der Schurre 2 wird über eine zentrische Einlaufstrecke 3 das aus einem Vorratsbunker 4 auslaufende Beschikkungsgut zugeführt Die Begichtungsanlage umfaßt zwei Vorratsbunker 4, 4', die abwechselnd das Beschickungsgut in die Einlaufstrecke 3 einspeisen. Am Auslauf eines jeden Vorratsbunkers 4, 4' ist ein Auslaufkanal 5, 5' vorgesehen, welcher erfindungsgemäß durch eine Abschließblende 6,6' abgeschlossen ist. Zur Abdichtung gegenüber dem Ofeninnendruck ist jeder Vorratsbunker 4, 4' mit einer unterhalb der Abschließblendc 6, 6' angeordneten Dichtklappe 7, T versehen. Die Abdichtung des Vorratsbunkers 4, 4' gegen die Außenatmosphäre geschieht über ähnliche am Einfüllstutzen der Bunker angeordnete Abdichtklappen 8, 8'. Beim Einfüllen des Materials in einen der Vorratsbunker 4, 4' ist seine entsprechende untere Dichtklappe 7, T geschlossen, während beim Auslauf des Beschickungsgutes aus dem Vorratsbunker 4, 4' dessen obere Dichtklappe 8, 8' geschlossen ist, um jeweils ein Entweichen des unter hohem Druck stehenden Ofengichtgases va verhindern. Die Dichtklappcn 7, T und 8,8' werden im geöffneten Zustand aus dem Materialstrom herausgeführt, um ein Beschädigen der Dichtflächen zu vermeiden.

Beim Einfüllen des Materials in einen der Vorratsbunker 4, 4' ist dessen Abschließblende 6, 6' ebenfalls geschlossen, so daß der unteren Dichlklappe 7, T keinerlei Materialhaltefunktion zukommt; die Dichtklappe 7, T hat also ausschließlich eine Dichtfunktion. Dies hat den großen Vorteil, daß das Bcbchickungsgut zu keinem Zeitpunkt in Berührung mit den Dichtflächen der Klappe 7, T kommt.

Beim Auslauf des Materials aus einem der Vorratsbunker 4, 4'. d. Ii. beim Bcgichtcn des Ofens, wird zuerst die Diehtklappc 8, 8' geschlossen und der Druckausgleich in dem Vorr.ilshunker 4. 4' auf bekannte Weise vorgenommen, d. h. der innendruck des Vorratsblinkers 4,4' wird dem Innendruck Ί-τ Ofengichl gleichgesetzt Anschließend läßt sich die untere Dichtklappe 7, T ohne nennenswerten Kraftaufwand öffnen. Erst nachdem die Dichtklappe 7, T vollkommen aus dem Materialweg herausgeführt ist, wird die Abschließblende 6, 6' geöffnet und das Beschickungsgut aus dem Vorratsbunker 4,4' abgelassen.

In der Fig.2 ist ein Längsschnitt durch den unteren Teil des Vorratsbunkers 4 gezeigt Die Abschließblende 6 weist einen helrr.förmigen Querschnitt, d. h. eine zum

ίο Vorratsbunker 4 hin konkave Form auf und schneidet beim Einführen in die Auslauföffnung 9 des Kanals 5 in den Materialstrom ein. Diese Form der Abschließblendc 6 wirkt sich auf die beim Schließen und öffnen aufzubringenden Kräfte günstig aus. Da lediglich die Nase 10 der Abschließblende 6 einem gewissen Verschleiß durch das Beschickungsgut ausgesetzt ist, wurde sie, wie in F i g. 2 gezeichnet etwas dickwandiger ausgeführt Da der Abschließblende 6 keinerlei Dichtfunktionen zukommen, kann die Nase 10 aus Hartmetall

μ hergestellt werden, um den Verschleiß auf ein Minimum zu beschränken.

Der Auslaufkanal 5 weist, wie aus der Fig.3 ersichtlich, einen achteckigen Querschnitt auf und ist über einen Anschlußflansch 14 mit dem Vorratsbunker 4 verbunden und mit einer Schutzhülle 15 umgeben, die gleichfalls über den Anschlußflansch 14 an den unteren Teil des Vorratsbunkers 4 angesetzt ist An ihrem unteren Ende ist die Schutzhülle 15 mittels einer weiteren Flanschverbindung 16 an einen Anschlußstut-

JO zen 17 der Einlaufstrecke 3 angesetzt

Die Abschließblende 6 wird mittels eines Hydraulikantriebs 11, der außerhalb der Schutzhülle 15 angeordnet ist, über Hebelarme 18 und 19 und eine Drehachse 13 bewegt. Der Hebelarm 18 liegt außerhalb der Schutzhülle 15 und ist an seinem äußeren Ende mit dem Kolben des Hydraulikantriebs 11 verbunden, während sein anderes Ende fest mit der Drehachse 13 verbunden ist; die Achse 13 durchstößt die Wand der Schutzhülle 15 und betätigt den anderen, zwischen dem Auslaufkanal 4 und der Schutzhülle 15 angeordneten Hebelarm 19. An dem freien Ende des Hebelarms 19 ist mittels Schraubverbindungen 20 über ein Anschlußstück 21 der hintere Teil der Abschließblende 6 befestigt. Die Hindurchführung der Drehachse 13 durch die Schutz-

* j hülle 15 ist in bekannter Weise mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Stopfbuchsen abgedichtet. Alle Bewegungsorgane der Abschließblende 6 liegen demgemäß außerhalb des Materialstroms.
Wie aus Fig.2 weiter hervorgeht wird die Abschließblende 6 aus dem Materialstrom herausgeführt, wenn der Kolben des Hydraulikantriebs 11 ausfährt Die Schutzhülle 15 ist derart ausgebildet, daß die Abschließblende 6 vollständig aus dem Auslaufkanal 4 herausgeführt werden kann und die Auslauföffnung 9 vollkommen frei macht Die Schutzhülle 15 ist mit einer Luke versehen, die es gestattet, bei ausgefahrener Abschließblende 6 und geschlossener Dichtklappe 7 die Abschließblende 6 auszubauen und zu ersetzen.
Unterhalb des Auslaufkanals 5 ist ein Führungskanal

w> 23 vorgesehen, der ap den Einlaufstutzen 3 angeschlossen ist und an dessen unterem Teil die Dichtflächen 24 der unicren Dichtkläppc 7 angebracht sind. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Dichtflächen 24 i>n der Außenwand des Führungskanals 23 angeordnet, wo-

' ' durch sie sich außerhalb des Matcrialflusscs befinden.

Aus der >" i g.3 ge'M die achteckige l-'orm dos Auslaufkanals 4 hervor. Der untere, dem Verschleiß am meisten ausgesetzte IcIi des Kanals 4 ist etwas

dickwandiger ausgeführt als dessen oberer Teil. Die Abschließblende 6 ist in einer durch eine strichpunktierte Linie 25 angedeuteten Zwist herstellung gezeigt.

Fließversuche haben ergeben, daß für ein vorher ausgesiebtes Rohmaterial, dessen Kornband sich inner- -> halb gewisser Grenzen hält, eine bestimmte Menge dieses Rohmaterials bei einer Stellung der Abschließblende stets ungefähr die gleiche Zeitspanne braucht, um aus einem Kanal auszulaufen, der nach den erfindungsgemäßen Gesichtspunkten ausgelegt und an in seiner Auslauföffnung mit einer Abschließblende nach der Erfindung versehen ist Damit eine gegebene Menge eines Rohmaterials während einer gegebenen Zeit ausläuft, muß bzw. kann die Abschließblendc für jede einzelne Möllerkomponente in eine bestimmte Zwi- ii schenstellung, nachstehend als Mittelstellung bezeichnet, gebracht werden, die sich mittels Versuchen oder Berechnung für jede Materialart und jede Körnung ermitteln läßt. Wenn die Auslaufzeiten für die zur Begichtung herangezogenen rvioiiermateriaiien stets m gleich bleiben sollen und wenn 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 Schurre erwünscht ist In diesem Fall kann mittels der Dosierklappe innerhalb einer bestimmten Zeit immer die gleiche Menge von Besen ickungsgut der Schurre zugeführt werden, wodurch sich eine gleichmä- m ßige Schüttung pro Umdrehung der Schurre erzielen läßt. Durch geeignete Winkelvcrstellung der Schurre nach einer vollzogenen Drehung läßt sich die gesamte Begichtungsflächc gleichmäßig beschütten.

Da die Abschließblende sich durch eine einfache Drehbewegung relativ schnell von einer Stellung in eine andere bewegen läßt, eignet sie sich auch hervorragend dazu, während des Bcgichtungsvorgangs Korrekturen in der Weise vorzunehmen, daß sie aus ihrer vorgegebenen Mittelstellung heraus, beispielsweise über Signale, die von einer kontinuierlichen Gewichtsmessung herrühren, nachgeregelt wird.

Neben ihrer oben beschriebenen Dosierfunktion dient die Abschlie'Jblende als Materialhalteklappe; sie gestattet ein abruptes Unterbrechen der Materialzufuhr in den Ofen.

Wegen ihrer einfachen Ausführungsform ist die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung gegenüber den bekannten Dosiereinrichtungen sehr preisgünstig und zudem weniger störanfällig, was für den rauhen Hochofenbetrieb von grobem Vorteil ist

Obwohl zur Erzielung eines annähernd konstanten Materialflusses pro Zeiteinheit für verschiedenartige Möllerkomponenten und verschiedene Körnungen ein annähernd ovalförmiger Querschnitt des Auslaufkanals am geeignetsten erscheint, ist es denkbar, dem Auslaufkanal einen kreisförmigen Querschnitt zu geben und die Abschließblende dementsprechend durch seitliche Begrenzungen derart zu gestalten, daß die erstrebten Seitenverhältnisse der Durchlauföffnung für die verschiedenen Materialarten und Körnungen wieder vorhanden ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steuerung des Maieriaistroms beim Begichten von Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, welche einen oder mehrere Vorratsbun- ker zur Speicherung des Beschickungsgutes aufwei sen, wobei jeder Vorratsbunker an seinem unteren Ende mit einem AuJaufkanal versehen ist, in dessen Querschnitt von oben nach unten ein Dosierorgan greift, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Auslaufkanals (5 bzw. 5') annähernd ovalförmig, die Breite begrenzter als die Höhe, ausgebildet ist und das Dosierorgan eine in den Auslaufkanal (5 bzw. 5') hinein- und herausgeführte Abschließblende (6 bzw. 6') ist. ι«

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschließblende (6 bzw. 6') des Auslaufkanals (5 bzw. 5') helmförmig ausgebildet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Auslaufkanals (5 bzw. 5') ein« achteckige Form aufweist