DE2320532C2 - Verfahren zur Begichtung eines Schachtofens, insbesondere Hochofens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufgabe von Rohmaterial in einen Schachtofen, insbesondere m einen Hochofen, unter Verwending einer glockenlosen Begichtungsanlage, welche zentral im Hochofenkopf angebracht ist

Wenn in der Vergangenheit die spezifische Produktion eines Hochofens mit 1.0Tonnen/m3 Nutzinhalt X 24Std als no "aal galt so werden in Zukunft Ofenproduktionen von 2,0—Z5 Tonnen/m3 Nutzinhalt X 24 Std als normal anzusehen sein. Um dieses, für die Zukunft gesteckte Ziel zu erreich»-, werden verschiedenartige Wege eingeschlagen. Einerseits werden die Produktionseinheiten, unter anderem die Hochöfen, vergrößert Jedoch bestehen nach den heutigen Erkenntnissen Zweifel, ob eine weitere Vergrößerung noch in lukrativer Weise verwirklicht werden kann, da die Ofengrößen mit den heute üblichen Gestelldurchmessern sicherlich als oberste Grenze angesehen werden dürfen. Umsomehr ist man andererseil, bestrebt eventuelle Wirtschaftlichkeitslücken an bestehenden Anlagen aufzuspüren und zu entfernen, was zu einer wesentlichen Steigerung der Ofenproduktion beiträgt Neben den Forderungen der Hochöfner nach einem erhöhten Gegendruck und einer erhöhten Temperatur an der Gicht wird vor allem aber eine Verbesserung der Aufgabe des Rohmaterials, der sogenannten Begichtung angestrebt Eine gleichbleibende Gichthöhe sowie eine gleichmäßige Rohmaterialschicht als Gichtablage bilden ein Optium des Hochofenprozesses nach dem heutigen Stand der theoretischen Erkenntnisse.

Die bekannten Begichtungsanlagen, wie beispielsweise jene, welche mit Ausgleichkammern und Begichtungsglocken arbeiten, haben die in der Vergangenheit gestellten Forderungen der Hochöfner einigermaßen befriedigend gelöst. Jedoch weisen sie äußerst schwer-Wiegende Nachteile auf, welche sich auf die Weiteren^ wicklung des Hochofenprozesses eher hemmend auswirken. So wird die Materialaufgabe von diesen Anlägen immer nur gemäß einer Konfiguration, der sogenannten, charakteristischen, trichterförmigen M-Kurve vorgenommen. Selbst ein Anbringen von beweglichen Schlagpanzermänteln kann nur eine geringfügige Verbesserung herbeiführen. Eine ungleichmäßige Ofendurchgasung sowie ein schwierig regelbarer und kontrollierbarer Ofengang sind die unausbleiblichen Folgen dieser nachteiligen Begichtung. Nur bis zu einem gewissen Grade kann ein Gegensteuern mit Hufe der Heißluftzufuhr über die Düsenstöcke diese unterschiedliche Durcbgasung des Ofens kompensieren. In jedem Falle aber bleibt die Ausbeute des Hochofens vermindert und ist weit vom angestrebten Optimum entfernt

ίο Die strenge Abdichtung der Gicht gegenüber der Außenatmosphäre zur Erhöhung des Gegendruckes scheint weiterhin ein technisch schwierig lösbares Problem für die Konstrukteure darzustellen. Die Vielzahl der auf diesem speziellen Gebiete vorhandenen Veröffentlichungen geben einen aufschlußreichen FJnulick über die investierten Bemühungen und Kapitale, die zur Lösung dieses Problems aufgebracht werden. Jedoch, wie es scheint, ist der erzielte Erfolg gering im Vergleich zu den investierten Arbeitskräften, Statt an der Weiterentwicklung von Glockenbegichtungsanlagen zu arbeiten, und dies bei geringen Erfolgsaussichten, wurden von der Anmeiderin Versuche unternommen, die bekannten Anlagen durch glockenlose Begichtungsvorrichtungen zu ersetzen, welche die oben angeführten Nachteile soweit als möglich beseitigen. So wurde erstmalig durch die DE-OS 20 35458 eine glockenlose Schüttanlage bekannt Gemäß dieser Druckschrift ist eine drehbare und mit Bezug auf die Ofenlängsachse fallwinkelverstellbare Verteilereinrichtung zentral im Hochofenkopf angeordnet wobei die FaEsrvinkeleinstellung der Verteilerschurre unabhängig von der Drehung vorgenommen wird

Zur erhöhten Verständlichkeit des Verfahrens, so wie es später beschrieben wird, wird die bekannte glockenlose Begichtungsanlage nachfolgend kurz erläutert in bezug auf die Figur, welche einen Längsschnitt durch die Anlage zeigt

Dem Hochofenkopf 1 ist eine glockenlose Begichtungsanlage aufgesetzt die sich im wesentlichen aus einer im Schachtofenkopf zentnsca angeordneten drehbaren und in bezug auf die Ofenachse winkelvers^ellbaren Drehschurre 2, einer zentrisch angeordneten Stau- und Einlaufstrecke 3, die der Drehschurre 2 das Begichtungsmaterial zuführt und zwei oder mehr Vorratsbunker 4,4', die abwechselnd das Material in die Einlaufstrecke 3 einspeisen, zusammensetzt Der Möller wird den Vorratsbunker 4, 4' mittels Skips 5, 5' über einen verschiebbaren Einfülltrichter 6 oder mittels Band über eine umstellbare Einfüllschütteinrichtung zugeführt Die Vorratsbunker 4, 4' sind vorzugsweise als Druckschleusen ausgebildet, um den Schachtkopf 1 beim Begichten gegen die Außenatmosphäre abzudichte... Hierzu sind die Vorratsbunker 4, 4' durch obere Dichtklappen 7 bzw. 8 und untere Dichtklappen T bzw.

SS 8' abgeschlossen, die im geöffneten Zustand aus dem Materialstrom gefahren werden.

Beim Einfüllen des Begichtungsgutes in die Vorratsbunker 4, 4' bzw. beim Begichten in den Ofen werden die Dichtklappen 7, T bzw. 8, 8 in üblicher bekannter Weise im Begichtungstakt geöffnet bzw. geschlossen, wobei der Druckausgleich jeweils in an sich bekannter Weise vorgenommen wird. Die Vorratsbunker 4 bzw. 4' sind an ihrem oberen Teil über lösbare Flanschverbindungen 23 bzw. 23' mit Einlaufstutzen 24 bzw. 24' versehen und an ihren Ausläufen ebenfalls durch lösbare Flanschverbindungen 37 bzw. 37' mit einem zugehörigen Auslaufkanal 12 bzw. 12' verbunden. Die Flanschverbindungen 23 bzw. 23' und 37 bzw. 37' gestatten ein

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schnelles Auswechseln der Vorratsbunker 4 bzw. 4'. Des weiteren sind sie über Rollen 9, 9' und 10, 10' auf Tragschienen 11 verschiebbar abgestützt

Die beiden Auslauf kanäle 12 bzw. 12' münden in den zentralen Einlauf- und Staukanal 3 ein jeweils unter einem Winkel von vorzugsweise 45" zur Senkrechten. Die Auslaufkanäle 12 bzw. 12' sind am zentralen Stau- und Einlauf kanal 3 mittels verschraubten Flanschverbindungen befestigt. Am oberen Teil des zentralen, vertikalen Einlaufltanals 3 ist eine horizontal verschiebbare Blende 27 vorgesehen, welche in den Einlaufkanal 3 eingeschoben werden kann und so den Hochofenkopf gasdicht abschließt Dies wird z. B. der Fall sein beim Ausbau einer der unteren Dichtklappen T bzw. 8', wobei dann der Gichtdruck im Hochofenkopf gegen die Außenatmosphäre isoliert wird. Zum Ausbau eines Vorratsbunkers 4 bzw. 4' oder eines Auslaufkanals 12 bzw. 12' wird zum Abdichten die untere Dichtklappe T bzw. 8' verwendet, weiche fan Normalfall hierzu vollends genügt

Für die Kontrolle des Materialstroms zur Verteilerschurre 2 während dem Begichtungsvorgang sind in den Auslaufkanälen 12 bzw. XTf um eine Achse drehbf^egliche Drosselklappen 13 bzw. 13' vorgesehea Die Auslaufkanäle 12 bzw. 12' können mit den Drosselklappen 13 bzw. 13' abgeschlossen werden in bezug auf das Aufgabematerial jedoch nicht auf den Gichtdruck. Die Drosselklappen 13 bzw. 13' haben keine Dichtungsaufgabe zu erfüllen. Sie werden mittels einem außenliegenden Antrieb 14 bzw. 14' über die Drehachse IS bzw. 15' und einem Hebelarm 16 bzw. 16' in und aus dem Materialstrom geführt Wie in der Figur gezeigt, sind die beiden Drosselklappen 13,13' als helmförmige Klappen ausgeführt und dienen zur Regelung der Materialaufgabe auf die Schurre 2. Der Materialabfluß aus den Vorratsbunkern 4 bzw. 4' wird durch eine bestimmte, von der Materialart und Materialkörnung abhängige mittlere Stellung der Drosselklappe 13 bzw. 13' vorgeregelt Durch Korrektursignale, die von einer Gewichts- bzw. Mengenmessung der Restmenge an *o Möllermaterial ι den beiden Vorratsbunkern 4, 4' erzeugt werden, wird die Vorregelung der Drosselklappe 13 bzw. 13' nachgeregelt bzw. korrigiert Oder aber zwischen zwei Begichtungsvorgängen wird für den nächsten Vorgang eine neue mittlere Drosselklappen- ·»' stellung errechnet in Funktion der erzielten Ergebnisse des vorhergehenden Beschickungsvorgai.ges.

Die Gewichtsmessung des Möllermaterials in den beiden Vorratsbunkern 4 bzw. 4' wird von zwei weglosen Lastmeßzellen 17 bzw. 17' vorgenommen. Die >° Lastzellen 17 bzw. 17' sind ac den Stellen 18 bzw. 18' an der Unterseite der Tragschiene 11 starr befestigt. Zur Gewichtsmessung, im Gegensatz zu einer eventuellen Volumenbestimmung wird ein Fix- oder Referenzpunkt für die Lastzellen 17 bzw. 17' benötigt. Dieser « Referenzpunkt wird von der Befestigungsstelle 18 bzw. 18' an der Unterseite der Tragschiene 11 gebildet. An der Außenseite des Vorratsbunkers 4 bzw. 4' ist eine Einrichtung 19 bzw. 19' angebracht, durch welche der Vorratsbunker 4 bzw. 4' mittels eines Drehgelenks 20 &o bzw. 20' an die Lastzelle 17 bzw. 17' aufgehängt wird.
':i Der Vorratsbunker 4 bzw. 4' darf nicht starr mit dem \ Hochofenkopf 1 verbunden werden, da sonst eine -■': Gewichtsmessung in den bunkern nicht-mehr möglich / wäre.

Die Verbindung zwischen dem Auslauf des Vorrats-

·':■ bunkers 4 bzw. 4' und der zentralen Einlauf- und

Staustrecke 3, welche starr Tiit dem Hochofenkopf 1

verbunden ist wird jeweils wie vorhergehend beschrieben über einen um 45° zur Vertikalen geneigten Auslaufkanal 12 bzw. 12' hergestellt wobei der Auslaufkanal 12 bzw. 12' eine starre, drucksichere Schutz- oder Außenhülle 30 bzw. 30', eine innere rohrfönnige Material-Auslaufrinne 31 bzw. 31' und die Dosiereinrichtung 13 bzw. 13' umfaßt Die Außenhülle 30 bzw. 30⁷ ist an ihrem oberen Ende mit einem Flansch 25 bzw. 25' und an ihrem unteren Ende mit einem weiteren Flansch 35 bzw. 35' versehen. An der Außenhülle 30 bzw. 30* ist weiterhin eine Steuereinrichtung für die Dosierklappe 13 bzw. 13' angebracht Da die Dosierklappe 13 bzw. 13' über den Hebelarm 16 bzw. 16' mit der Dreh- und Verstellachse 15 bzw. 15' verbunden ist und während dem Dosiervorgang um diese Achse 15 bzw. 15' gedreht wird, ist die Außenhülle 30 bzw. 30' so ausgelegt daß die Klappe 13 bzw. 13' im geöffneten Zustand in eine vorgesehene Aussparung 32 bzw. 32* der AuBenhüUe 30 bzw. 30¹ geführt wird. Am Mantel der Aussparung 32 bzw. 32' ist zwecks Inspektion oder Ausbau der Dosierklappe 13 bzw. *T eine Luke vorgesehen, welche während dem Hochn'enbetrieb mit einem Blindflansch 41 bzw. 41' gegenüber der Außenatmosphäre abgedichtet ist Die innere rohrförmige Materialauslaufrinne 31 bzw. 31' ist an ihrer Innenseite mit einem abriebfesten Oberzug versehen, um eine ADnützung der Rinne 31 bzw. 31' durch die Reibung des Möllermaterials auf ein Minimum zu beschränken.

Um eine begrenzte Winkel verstellung Her Rinne 31 bzw. 31' in Bezug auf den Vorratsbunker 4 bzw. 4' zu gestatten, ist ein erster überspannter Wellenkompensaior 22 bzw. 22' durch einen oberen Flansch 38 bzw. 38' am Außenmantel des Vorratsbunkers 4 bzw. 4' angeschweißt und über einen unteren Flansch 37 bzw. 37' an den oberen Flansch 25 bzw. 25' der Außenhülle des Auslaufkanals 12 bzw. 12' angeschraubt Ein zweiter überspannter Wellenkompensator 21 bzw. 21' ist über einen oberen Flansch 39 bzw. 39' mit dem unteren Flansch 35 bzw. 35' der Außenhülle des Auslaufkanals 12 bzw. 12' und über einen unteren Flansch 26 bzw. 26' an einen F'insch 40 bzw. 40' am zentralen Einlaufkanal 3 angeschraubt

Durch das Drehgelenk 20 bzw. 20'. den oberen überspannten Wellenkompensator 22 bzw. 22' und den unteren überspannten Wellenkompensator 28 bzw. 28' wird zwischen dem Fixpunkt 18 bzw. 18' der Lastzelle 17 bzw. 17' und dem starr am Hochofenkopf 1 befestigten zentralen Einlauf- und Staukanal 3 eine Dreipunktgelenkverbindung geschaffen. Die in vertikaler Richtung auftretenden Kraft- und Verschiebungskomponenten werden durch diese Dreipunktgelenkverbindung aufgefangen und in Winkelverschiebungen umgesetzt. Der Vorratsbunker 4 bzw. 4' kann daher als annähernd frei an dei Lastzelle 17 bzw. 17' hängend betrachtet werden.

Sämtliche durch Druck- und Temperatureinflüsse hervorgerufenen Differentialverschiebungen des Hochofenkopfes und dessen unmittelbaren Ausbauten unterhalb der Vorratsbunker 4 und 4', die eine Beeinträchtigung der Gewichtsmessung hervorrufen würden, werden mit Hilfe der oben beschriebenen Dreipunktgelenkbogenkonstruktion in Winkelverschiebungen umgesetzt. Desgleichen lassen sich durch dies'; Verbindungsart die unvermeidlichen, maßlichen Toleranzen bzw. Abweichungen beim Einbau der einzelnen Teilelemente kompensieren. Diese Befestigungsart ermöglicht ein Fernhalten sämtlicher Parasitkräfte von dem Meßaggregat oder Lastzelle 17 bzw. 17', wobei

sämtliche Kräfte und Verschiebungen von den Kompensatoren aufgefangen und in eine Winkeländerung des zwischen den Kompensatoren 21 und 22 bzw. 21' und 22' befindlichen Auslaufkanals 12 bzw. 12' zu seiner ursprünglichen Lage umgesetzt werden. Hierbei sei noch hervorgehoben, daß durch eine Lageänderung des Auslaufkanals 12 bzw. 12' der Vorratsbunker 4 bzw. 4' aus seiner ursprünglichen Lage lediglich um den Aufhängepunkt 20 bzw. 20' gedreht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Begichtung eines Hochofens mit Hilfe der bekannten glockenlosen Begichtungsanlage zu entwickeln, welches eine möglichst gleichmäßige Möllerverteilung an der Gicht gestattet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine mit konstanter Geschwindigkeit drehende Schüttgut-Verteilereinrichtung konzentrische Kreise beschreibt, daß der Fallwinkel der Verteilereinrichtung in bezug auf die Hochofcnzentralachse stufenweise eingestellt wird, wobei dieser Fallwinkel so errechnet wird, daß die Abstände zwischen den einzelnen, von der Verteilereinrichtung beschriebenen konzentrischen Kreisen gemäß einer annähernd quadratischen Funktion von der Hochofenwand bis zur Ofenzentralachse hin zunehmen, und daß eine pro Zeiteinheit gleichbleibende Menge oder ein pro Zeiteinheit gleichbleibendes Gewicht an Beschickungsgut der Verteilereinrichtung zugeführt und von letzterer an der Gicht verteilt wird.

Um eine gleichmäßige Verteilung des Möllermaterials über den gesamten Gichtquerschnitt zu erreichen, müssen also bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit der Verteilerschurre und bei gleichbleibender Möllerzufuhr pro Zeiteinheit die von der Schurre beschriebenen konzentrischen Ringe an der Hochofenwand näher aneinanderliegen als gegen die Hochofenzentralachse hin. Durch diese unterschiedlichen Abstände zwischen

ί den einzelnen konzentrischen Ringen wird während der Begichtung eine Korrektur vorgenommen, wobei die pro Zeiteinheit gleichbleibende Möllerzufuhr zur Verteilerschurre in eine pro Einheit des Gichtquerschnitts gleichbleibende Möllermenge umgewandelt

ίο wird. Diese notwendige Korrektur ist dadurch zu erklären, daß die pro Zeiteinheit von der Schurre mit Aufgabegut versorgten Flächensegmente der Gicht an den äußeren konzentrischen Ringen größer sind als an den Ringen, die näher zur Ofenzentralachse hin liegen.

Das Größenverhältnis zwischen den Flächensegmenten an den äußeren Ringen und jenen an den inneren Ringen nimmt gemäß einer annähernd quadratischen Funktion ab. Bei gleichbleibenden Abständen zwischen den einzelnen, von der Schurre beschriebenen konzenirischen Ringen, würde die Höhe der Materialablage an der Gicht von der Hochofenwand zur Zentraiachse hin gemäß dieser selben quadratischen Funktion zunehmen. Da nun aber eine gleichbleibende Materialhöhe angestrebt wird, müssen die Abstände zwischen den einzelnen konzentrischen Ringen gemäß dieser quadratischen Funktion von der Wand des Hochofens zur Zentralachse hin abnehmen, um diese unterschiedliche MateriMablage auszugleichen. Durchgeführte Versuche haben ergeben, daß die Zwischenräume zwischen den

jo einzelnen konzentrischen Ringen durch ein Verlaufen des Beschickungsgutes aufgefüllt werden, um eine annähernd gleichmäßige Materialhöhe zu bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Begichtung eines Schachtofens, insbesondere eines Hochofens, unter Verwendung einer glockenlosen Begichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit konstanter Geschwindigkeit drehende Schüttgut-Verteilereinrichtung konzentrische Kreise beschreibt, daß der Fallwinkel der Verteilereinrichtung in bezug auf die Hochofenzentralachse stufenweise eingestellt wird, wobei dieser Fallwinkel so errechnet wird, daß die Abstände zwischen den einzelnen, von der Verteilereinrichtung beschriebenen konzentrischen Kreisen gemäß einer annähernd quadratischen Funktion von der Hochofenwand bis zur Ofenzentralachse hin zunehmen, und daß eine pro Zeiteinheit gleichbleibende Menge oder ein pro Zeiteinheit gleichbleibendes Gewicht an Beschickungsgut der Verteilereinrichtung zugeführt und von letzterer an der Gicht verteilt wird.