DE2408713A1 - Beschickungsring - Google Patents

Description

DR. MÜLLER-BORE · DIPL.-ING. GROENING DIPL.-CHEM. DR. DEÜFEL · DIPL.-CIIEM. DR. SCHÖN

DIPL.-PHYS. HERTEL ? Λ Π 9 7 1 ^

PATENTANWÄLTE

OUTOKUMPU OY O 3-14

Outokümpu (Finnland)

Beschxckungsrxng.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einfüllen von Beschickungsgut in die Beschickungssilos eines Lichtbogenofens o.a. , welche einen um seine Vertikalachse rotierenden Kreisring umfaßt.

Bei Schmelzofen für Metallkomponenten oder Erzkonzentrate ist es im allgemeinen wichtig, daß das Beschickungsgut gleichmäßig und auch bezüglich der Zusammensetzung schwankungsfrei in den Ofen eingefüllt wird. So ist beispielsweise beim Lichtbogenofen, bei dem das Erhitzen durch an einem Ende des Ofens in diesen getauchte Elektroden erfolgt, Voraussetzung für ein gutes Schmelzergebnis, daß die einzelnen Komponenten der Scharge so gleichmäßig als homogenes Gemisch um die einzelnen Elektroden herumgeführt werden, daß die Leitfähigkeit der Charge zwischen jeder Elektrode gleich groß ist, und daß die in der Schmelzzone entstehenden Gase das eingefüllte Schmelzgut gleichmäßig durchdringen.

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Ferner ist zu bedenken, daß die einzelnen Komponenten des Beschickungsgutes sehr unterschiedliche spezifische Gewichte (z.B. 1 - 4 g§cm ) und Korngrössen (z.B. Durehm. ca. 3 - 25 mm) haben können, was natürlich die Regulierung des Beschickungsprozesses erschwert.

Bekannt ist bereits die Methode, vorgewärmtes (vorerhitztes) Material über mehrere oberhalb der Silos angeordnete leicht geneigte Rohre z.B. in die Beschickungssilos des Lichtbogenofens einzufüllen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es in diesen Rohren zu einer verhältnismäßig starken Abkühlung des vorgewärmten Beschickungsgutes kommt. Weiter kommt es in den geneigten Rohren neben der Abkühlung der Beschickungsmischung auch zu einer Sortierung der einzelnen Komponenten, so daß das in den Ofen gelangende Gut nicht mehr homogen ist, und das Leitvermögen zeitlich und von Zapfenintervall zu Zapfenintervall variiert. Die Folge sind ungleichmäßig verteilte elektrische Last und Rückgang der Schmelzleistung, ja in manchen Fällen sogar ein Abspringen (Abwandern) der elektrischen Leistung. Weiter ist auf jeden Fall für eine passende Verteilung des Beschickungsgutes auf die einzelnen Rohre zu sorgen, so daß neben dem Problem der gleichmäßigen Dosierung auch noch die relativ schwierige Aufgabe zu lösen ist, eine so staub- und gasdichte Anlage zu bauen, daß diese den heute geltenden Arbeits- und Umweltschutzbestimmungen entspricht. Da die Elektroden des Lichtbogenofens vertikal verlaufen und in dem Maße, wie sie am unteren Ende abschmelzen, an ihrem oberen Ende verlängert werden, kann sich das oben erwähnte, bereits bekannte Verteilerrohr-System wegen seines Platzbedarfes und seiner Plazierung u.U. störend bei der kontinuierlichen Erneuerung der Elektroden auswirken.

Mit der vorliegenden Erfindung wird der Zweck verfolgt, eine Beschickungs- und Verteilungsvorrichtung zu schaffen, die ein

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gleichmäßiges Einfüllen von zusaiTunensetzungsmäßig homogenem Beschickungsgut in die Beschickungssilos gewährleistet, das Verlängern der Elektroden in keiner Weise -behindert und das Ausbrechen von Gasen und Staub verhindert.

Die Hauptmerkmale der Erfindung gehen aus Patentanspruch 1 hervor.

Die erfindungsgemäße Beschikungsvorrichtung besteht also im wesentlichen aus einem rotierenden Ring, der in der Mitte, wo sich die Elektroden befinden, eine Öffnung aufweist, und der ein gegenüber der Umgebung abgedichtetes rotierendes ringförmiges Materialfach zur Aufnahme des auf den Beschickungsring gebrachten heissen Beschickungsgutes aufweist. Das Abwerfen des auf dem Materialfach liegenden Beschickungsgutes in die Beschickungssilos erfolgt durch oberhalb des Materialfaches angebrachte Schaber, die sich temporal bis knapp an den Boden des Materialfaches heranführen lassen und dabei das Beschickungsgut über den Rand des Faches stossen. Zwischen den einzelnen Arbeitsperioden können die Schaber so weit nach oben angehoben werden, daß sie den heissen Bereich verlassen und sich abkühlen.

Zum Beispiel im britischen Patent Nr. 1 272 379 ist ein rotierender ringförmiger Rost beschrieben, der zum Erhitzen im Zusammenhang mit der Brikettierung brennbarer Verunreinigunggen - z.B. öl - enthaltender Metall-Abfallspäne dient, wobei die erwähnten Verunreinigungen durch Verbrennen beseitigt werden. Bei dieser Konstruktion hat das Materialfach jedoch Tellerform und ist mit stationären Schabern ausgerüstet, so daß es für den in der vorliegenden Erfindung anvisierten Verwendungszweck nicht in Frage kommt. Diese tellerförmige Vorrichtung erlaubt nämlich nicht, einen homogenen Beschickungs-

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gut-Strom in mehrere getrennte homogene Teilströme aufzuspalten.

Mit dem erfindungsgemäßen Beschickungsring werden neben den vorgenannten Zielsetzungen noch die folgenden Vorteile erzielt: Die Zuführ des Beschickungsgutes erfolgt in kontinuierlicher und gleichmässiger Form und kann Bedarfsfalls auch auf mehrere Stellen des Beschickungsringes erfolgen. Der Beschickungsring läßt sich gas- und staubdicht gestalten und kann gas- und staubdicht an andere Komponenten der verfahrenstechnischen Anlage angeschlossen v/erden. Die Beschickungsgeschwindigkeit des Beschickungsringes ist in weiten Grenzen regulierbar. Der Beschickungsring eignet sich zum Einspeisen von heissem und kalten Beschickungsgut. Erhitztes Beschickungsgut kühlt sich auf dem Beschickungsring weniger als 5% ab. Die Betriebs- und Wartungskosten des Beschickungsringes liegen, z.B. verglichen an den entsprechenden Kosten der früher verwendeten Telfer-Fördereinrichtungen, bedeutend niedriger.

Im folgenden wird die Erfindung in Form von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Figuren zeigen:

Fig.1 einen erfindungsgemäßen abgedeckten Beschickungsring, eingebaut zwischen einem Trommel- und einem Lichtbogenofen;

Fig.2 einen abgedeckten Beschickungsring in Draufsicht;

Fig.3 einen Schnitt durch den abgedeckten Beschickungsring längs der in Fig.2 angedeuteten Geraden A-A;

Fig.4 einen Schnitt durch den abgedeckten Beschickungsring längs der in Fig.2 angedeuteten Geraden B-B;

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Fig.5 einen Schnitt gemäß Fig.3 durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung;

Fig.6 einen Schnitt gemäß Fig.4 durch die in Fig.5 gezeigte Ausführungsform;

Fig,7 und

Fig.8 eine Ausführungsform der Beschickungsring-Schaber seitlich betrachtet und in Draufsicht;

Fig.9 und

Fig.10 eine weitere Ausführungsform der Beschickungsring-Schaber seitliche betrachtet und in Draufsicht; und

Fig.11 und

Fig.12 verschiedene Ausführungsformen der Beschickungsring-Tragrollen.

Abweichend von der üblichen Lösung, bei der das heisse Beschickungsgut aus dem Ofen gehoben wird, sind hier die Trommelofen 1 und 2 oberhalb der Beschickungssilos 4 des Lichtbogenofens 3 und der erfindungsgemäße Beschickungsring 5 zwischen dem Trommelofen 2 und den Beschickungssilos 4 angeordnet. Durch Anordnung der Trommelofen 1 und 2 oberhalb der Beschickungssilos des Lichtbogenofens 3 wird ein Emporheben des heissen Beschikkungsgutes vermieden. Das kalte Beschickungsgut, dessen Aufwärtsfördern beträchtlich einfacher ist, wird zum Großteil in den Trommelofen 1, zum geringeren Teil direkt in den Trommelofen 2 eingespeist. Das Material wird in den Trommelofen erhitzt und bewegt sich dabei durch die Wirkung der Schwerkraft ständig in abwärtiger Richtung. Vom Trommelofen 2 gelangt das aufgeheizte Beschickungsgut auf den Beschickungsring 5, von wo es dann in die Beschickungssilos 4 des Lichtbogenofens 3 gespeist wird.

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Das Materialfach 6 wird von einer kreisringförmigen Stahlkonstruktion gebildet (Fig.2 und 3), die auf der einen Seite eine Seitenwand 7 aufweist, welche verhindert, daß das Beschickungsgut auf der falschen Seite abgeworfen wird. Das Materialfach ist im Hinblick auf die hohe Temperatur des Beschickungsgutes 9 mit feuerfestem Material 8 ausgekleidet. Der Boden des Beschickuhgsringes ist mit Hilfe von Auskleidungsmater ial' konkav geformt; in dieser Höhlung sammelt sich kaltes Beschickungsgut 10 an, welches die Bodenauskleidung vor Verschleiß und zu starker Wärmebeanspruchung schützt. Der Beschickungsring rotiert ständig in der gleichen Richtung, kann aber bedarfsfalls auch so konstruiert werden., daß er in beiden Richtungen rotiert oder eine Pendelbewegung ausführt. Auf die Seitenwand 7 des Materialfaches 6 kann gegebenenfalls auch verzichtet werden, so daß das Abwerfen des Beschickungsgutes dann auf einer der beiden Seiten oder, wie in Fig.5 und 6 gezeigt, auf beiden Seiten gleichzeitig erfolgen kann. Bei kaltem Beschickungsgut erübrigt sich eine feuerfeste Auskleidung. Der Materialfach-Boden kann auch eben geformt sein.

Der Beschickungsring befindet sich in einem geschlossenen, kreisförmigen Raum, der vom Dach 11, dem Seitenteil 12, dem Materialfach 6 des Beschickungsringes und der Seitenwand 7 begrenzt wird. Als Dichtung zwischen dem Beschickungsring und dem Dach 11 sowie dem Seitenteil 12 dient zierkulierencjes Kühlwasser. Das Kühlwasser wird in den Rinnen 13 und 14, die seitlich am Beschickungsring und am Seitenteil 12 befestigt sind, geführt.Die an der Innenkante des Daches 11 und an der Unterkante des Materialfaches gasdicht befestigten, nach unten gerichteten Dichtungsbleche 15 und 16 befinden sich mit ihrer unteren Kante ständig unter Wasser. Das Wasser fließt zunächst in die obere Rinne 13, dannüber einen überlauf in die untere Rinne 14, von wo es wiederum über einen Überlauf aus dem System abgeht und dabei einen Teil der in die Rinne gelangten Ver-

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unreinigungen abführt. Das Dichtungswasser kann auch durch eine andere geeignete, ungefährliche Flüssigkeit oder durch feinkörniges, pulverartiges, den betreffen-.den Betriebsverhältnissen angepaßtes Material ersetzt werden. Weiter kann die Dichtung auch als Schleifdichtung konzipiert werden, wobei als eigentliche Dichtungselemente aneinanderliegende oder aneinander vorbeilaufende Gleitflächen aus für diesen -Zweck passendem Material dienen.

Die' in Fig. 2, 4 und 6 gezeigten Schaber 17 haben die Aufgabe, die Beschickungsmischung an der gev/ünschten Stelle und zum gewünschten Zeitpunkt vom Beschickungsring abzuwerfen. Die Schaber 17 arbeiten in vertikaler Richtung. Betätigt werden sie von hydraulischen Zylindern, die den Schaber zum gev/ünschten Zeitpunkt senken bzw. heben. Die Betätigungselemente des Schabers 17 sind automatik- und handgesteuert. Das Abwerfen des Beschickungsgutes vom Beschikkungsring erfolgt in Tiefstellung, d.h. in Arbeitsstellung des Schabers. Gebildet wird der Schaber 17 von einem feuer- und verschleißfesten austauschbaren Klingenteil 18, dem Rahmen 19 einschliesslich Schaft 20 und der Befestigungseinrichtung 21 sowie dem wassergekühlten Schabergehäuse 22 einschliesslich Führungsflächen. Das Gehäuse 2 2 des Schabers dient als Stütz- und Führungskonstruktion desselben und schließt diesen gas- und staubdicht ab. Befindet sich der Schaber 17 in Hochstellung, so wird die von ihm ausgehende Wärme vom Schabergehäuse 22 rasch abgeführt; dadurch wird das Abkühlen des Schabers beschleunigt und verhindert, daß der Schaber der vom Beschickungsgut und von der Gasatmosphäre ausgehenden Wärmestrahlung ausgesetzt wird. Beim Arbeiten mit kaltem Beschickungsgut erübrigt sich ein solches wassergekühltes Schabergehäuse. Bei nichtstabendem Beschikkungsgut braucht das Schabergehäuse auch nicht unbedingt

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dicht zu sein. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist der Schaber 17 zweiteilig konzipiert. Die beiden Teile stehen in einem Winkel miteinander und bilden somit einen"Pflug", der das Beschickungsgut auf beiden Seiten über den Rand des Materialfaches schiebt.

Als Schaber 17 kommen ferner auch eine seitlich schiebende plattenförmige Klinge, ein von der Seite aus in Vertikalrichtung arbeitendes Gelenkmesser, ein um seine Horizontalachse rotierendes, mit einer oder mehreren Schaufeln bestücktes Flügelrad oder eine um ihre Vertikal- oder Horizontalachse schwenkbare plattenartige Klinge in Frage. Bei der in Fig.7 und 8 gezeigtenAusführungsform wird der Schaber 17 von einem in vertikaler Richtung beweglichen Schneckenförderer 23 gebildet. Der in Fig. 9 und 10 gezeigte Schaber wird von einem um seine Vertikalachse rotierenden, mit einer oder mehreren Schaufeln bestückten Flügelrad 24 gebildet.

Das Materialfach 6 ist über an seinem Boden befestigte Schienen 25 in rege!massigen Abständen auf Rollen-Paaren 26 gelagert. Dank ihrer einfachen Befestigungsweise lassen sich diese Rollenpaare auch bei laufender Anlage mühelos auswechseln. Die Laufräder (Stützräder, Tragräder) 26 können auch, wie in Fig.11 gezeigt, am Materialfach befestigt werden, Weiter lassen sich die Laufräder auch durch einen Rollen- oder Kugelkranz 27 ersetzen, der ein- oder mehrreihig ausgeführt sein kann. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 12 gezeigt.

Der Antriebsmechanismus des Beschickungsringes wird von dem Gleichstrommotor 28, dem Zahnradgetriebe 29 und dem Zackenrad 30, welches die Antriebskraft vom Antriebsmechanismus über den Zahnkranz 31 auf das Materialfach 6 des Beschickungsringes überträgt und diesen in Drehrichtung versetzt, gebildet. Die Drehzahl des Antriebsmechanismus und damit auch die Um-

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laufgeschwindigkeit des Materialfaches ist regulierbar. Um ein gleichmäßigeres Arbeiten des Materialfaches zu gewährleisten, sind stets eine gerade Anzahl Antriebsmechanismen in Betrieb. Als Antriebsmechanismus kann ferner auch, wie in der Ausführungsform in Fig.5, ein hydraulischer Motor 32 in Frage kommen, der entweder direkt auf die Welle 33 des Stützrades oder über ein Getriebe wirkt. Weiter kann die Antriebskraft auch durch ein Ketten- oder ein Friktionsgetriebe auf das Materialfach 6 übertragen werden.

Am Innenkranz des Materialfaches halten in gleichmäßigen Abständen angeordnete, auf dem Untergrund (Fußboden) abgestützte, mit verstellbaren, federbelasteten Hebelarmen ausgestattete Stützräder 34 oder Zentrierer das Materialfach während des Betriebes auf der richtigen Umlaufbahn. Die Federbelastung kann auch durch Gummi-Hebelamafedern oder hydraulische bzw. pneumatische Zylinder ersetzt werden. Weiter können die Kraftübertragungseinrichtungen des Antriebes als Zentrierelemente dienen; eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Tragrädersystem 26, das Tragrollensystem 27 oder die sonstige Stützvorrichtung des Materialfaches 6 so zu konstruieren, daß es bzw. sie das Materialfach gleichzeitig zentrieren. Falls es die Umstände erlauben, kann das Materialfach in seinem Drehzentrum gelagert werden, wobei sich dann eine besondere Zentriereinrichtung erübrigt.

Mit dem erfindungsgemäßen Beschickungsring wurde bei der Herstellung von Ferrochrom eine etwa 20% höhere Jahresproduktion bei gleichzeitigem Rückgang der Herstellungskosten um ca. 9% erzielt.

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Claims (7)

Patentansprüche:

1.) Vorrichtung zum Einfüllen von Beschickungsgut in die Beschickungssilos (4) eines Lichtbogenofens (3) o.a., welche einen um seine Vertikalachse rotierenden Kreisring umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisring ein zusammenhängendes waagrechtes Materialfach (6) zum Transportieren des kontinuierlich auf dieses Fach gebrachten Beschickungsgutes längs einer kreisförmigen Bewegungsbahn, welche von mit dem Materialfach im wesentlichen gas- und staubdicht abschließenden Begrenzungswänden umgeben ist, umfaßt, und daß' oberhalb des Materialfaches zwei oder mehr temporal arbeitende Schaber (17) angeordnet sind, welche das Beschickungsgut über den inneren oder äußeren Rand des Haterialfaches (6) oder gleichzeitig über beide Ränder in die Beschickungssilos (4) abwerfen.

2.) Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das auf dem Materialfach (6) liegende Beschickungsgut umgebende gas- und staubdichte Raum ringförmige Gestalt hat und von dem rotierenden Beschickungsring (5), dem stationären Dach (11) sowie einer oder zwei stationären Wänden (7) gebildet wird.

3.) Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungsring (5) in beiden Richtungen rotieren kann.

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4.) Vorrichtung nach den-Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl (Umlaufgeschwindigkeit) des Beschickungsringes (5) reguliert werden kann.

5.) Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem rotierenden Beschickungsring (5), dem stationären Dach (11) und dem stationären Seitenteil (12) wenigstens zwei mit Dichtungsmedium gefüllte zusammenhängende kreisförmige Rinnen (13, 14) angeordnet sind, in deren Füllungsmedium die zusammenhängenden kreisförmigen Dichtungsbleche (15, 16) zumindest teilweise eintauchen, wobei sich jeweils einer der beiden Teile des von Dichtungsblech und Rinne gebildeten Paares zusammen mit dem Beschickungsring in Drehbewegung befindet, so daß das Beschickungsgut hermetisch eingekapselt ist, d.h. micht mit der Außenluft in Berührung kommt.

6.) Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenhängenden Rinnen (13, 14) mit einem überlauf versehen sind, so daß in den Rinnen ein konstant bleibender Flüssigkeitsstand gewährleistet ist.

7.) Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der oberen zusammenhängenden Rinne (13) als Überlauf abgehende Flüssigkeit in die tiefer^liegende zusammenhängende Rinne (14) geleitet wird.

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