DE2516442A1

DE2516442A1 - Vorrichtung zur begichtung eines hochofens mit einem moeller

Info

Publication number: DE2516442A1
Application number: DE19752516442
Authority: DE
Inventors: Kiyotoshi Skai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-04-15
Filing date: 1975-04-15
Publication date: 1975-10-23
Also published as: DE2516442C3; JPS50133905A; FR2267374B1; DE2516442B2; US3966062A; FR2267374A1

Description

PATENTANWÄLTE

HENKEL, KERN, FEILER & HÄNZEL

BAYKRISCHE HVPOTHtKFN- UND TFIFX: !).·> 2V S02 HNKI. D tDUARD-SCHMID-STRASSF 2 WFXHSEI.BANK MfNCHLN Nr.M «5111 IFlKFON: OIOT) 66 λ 1 97, 66 10 91 - >)2 ' „ „„' ,.·..,,.„", ' ' I)RFSDNKR BANK M(JNCHFN 1914 975 THK₁RAMMK: FI MPSOID MÜNCHEN ¹^⁰"^{0 MUNC HtN} "⁰ POSTSCHECK: MfNCHFN ,62, ,7 - 8» UNSI K /FICHKN MfNCHIN. I)FN

BKTRIM-Γ:

Kiyotoshi Sakai
Kita-kyushu City, Japan

Vorrichtung zur Begichtung eines Hochofens mit einem Möller

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begichtung eines Hochofens mit Rohmaterial und insbesondere eine verbesserte Begichtungsvorrichtung unter Ausnutzung der Fliehkraft und der Richtwirkung des Stromlinienflusses eines Gases.

Unter den verschiedenen, an der Oberseite eines Hochofens montierten Einrichtungen ist die Möller- bzw. Rohmaterial-Begichtungsvorrichtung die wichtigste. Bei einem Verfahren zum Einbringen der Rohmaterialien unter Verwendung einer bekannten glockenförmigen Möller-Begichtungsvorrichtung werden in den meisten Fällen die Gutanteile mit größerer Teilchengröße und diejenigen mit kleinerer Teilchengröße aufgrund der beim Begichten erzeugten parabolischen Kraft

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voneinander getrennt, mit dem Ergebnis, daß sich die größeren Teilchen in einem ringförmigen Bereich innerhalb des Hochofens ansammeln, während sich die kleineren Teilchen innerhalb dieses Ringbereichs ablagern, wodurch ein Verstopfen auftritt. Hierdurch bildet sich ein dichter Block des Möllers bzw. des Gemisches der Rohmaterialien, welcher dem im Hochofen hochsteigenden Gas einen hohen Widerstand entgegensetzt. Bei einem Verfahren zum Eingeben des Möllers, bei dem eine oder mehrere Gichtglocken verwendet werden, ergibt sich die Schwierigkeit, daß Konstruktion und Betrieb der Begichtungsvorrichtung kompliziert werden. In jüngster Zeit wurde in vielen Ländern ein Hochdruckbetrieb wegen des hohen Wirkungsgrads und der niedrigen Kosten angestrebt, wobei verschiedene Bemühungen zur weiteren Verbesserung dieses Betriebs bzw. dieser Arbeitsweise unternommen werden. Dabei bleiben jedoch immer noch zahlreiche Probleme ungelöst, etwa bezüglich der für den Hochdruckbetrieb erforderlichen, luftdichten Abdichtungen und der Auftrennung bzw. Ausseigerung der eingebrachten Rohmaterialien, die einen der Nachteile bei den Trichter-Begichtungsvorrichtungen darstellen. Bei einem modernen Hochofen großen Fassungsvermögens erreicht oder übersteigt die Größe der unteren Gichtglocke den oberen Grenzwert der Größe, die infolge des zunehmenden Drucks und der Größe der Begichtungsebene tatsächlich hergestellt werden kann. Eine derart große Gichtglocke ruft eine Vielzahl zusätzlicher Probleme im Betrieb oder bei ihrem Austausch hervor. Erfindungsgemäß hat es sich gezeigt, daß es für die vollständige oder zumindest teilweise Lösung dieser Probleme bei den bestehenden Hochöfen erforderlich ist, die Konstruktion der Begichtungsvorrichtung radikal zu ändern und Einrichtungen für die Begichtungsvorrichtung vorzusehen, welche den Betriebswirkungsgrad des Hochofens erheblich zu verbessern vermögen.

Aufgabe der Erfindung ist mithin die Schaffung einer ver-

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besserten Begichtungsvorrichtung für einen Hochofen, die keinen eine mechanische Reibung erzeugenden, luftdicht abgedichteten Teil aufweist und folglich eine lange Betriebslebensdauer besitzt.

Mit dieser Vorrichtung soll die Geschwindigkeit des im Hochofen hochsteigenden Gichtgases herabgesetzt werden, indem die Rohmaterialien mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit und hohem Druck eingebracht werden, so daß der Staubverlust vermindert und der Wirkungsgrad des Hochofens erhöht wird.

Im Zuge der genannten Aufgabe bezweckt die Erfindung zudem die Schaffung einer verbesserten Begichtungsvorrichtung für einen Hochofen, bei welcher der Austritt von Ofen-Gichtgas (furnace top gas) durch den luftdichten Abschnitt auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird, so daß der Ofen die größtmögliche, mit seinem Fassungsvermögen vereinbare Charge aufzunehmen vermag.

Diese Vorrichtung soll dabei in der Lage sein, die Verschlechterung oder Zersetzung des Gutgemisches infolge der Auftrennung bzw. Ausseigerung des Möllers im Ofen zu vermindern und dadurch die Entstehung von Störungen im Ofen zu verhindern.

Weiterhin soll mit dieser Vorrichtung der Hochofen kontinuierlich und gleichmäßig mit dem Möller begichtet werden können, so daß der Begichtungswirkungsgrad erhöht wird.

Außerdem soll bei dieser Vorrichtung das Verstreuen von pulverigem Erz auf ein Mindestmaß herabgesetzt und somit der Begichtungswirkungsgrad und die Umweltbedingungen verbessert werden.

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Schließlich soll diese Vorrichtung so ausgelegt sein, daß Schwankungen des Ofen-Kopfdrucks beim Begichten des Hochofens mit dem Möller auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden, wodurch der Ofenbetrieb vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Begichten der Oberseite eines Hochofens mit einem Möller erfindungsgemäß gelöst durch einen hohlen, umgekehrt kegelstumpfförmigen Drehtrichter, durch eine Fördereinrichtung zur Zufuhr des Möllers bzw. des Begichtungsguts zum Drehtrichter, durch ein unterhalb des Drehtrichters angeordnetes, hohles schüsseiförmiges Flügelrad mit einem dem unteren Ende des Drehtrichters zugewandten schüsseiförmigen Mittelteil und einer Anzahl von um dessen Umfang herum angeordneten Schaufeln bzw. Flügeln, welche zwischen sich mehrere Austragöffnungen zum Ausschleudern des Guts unter Fliehkraftwirkung festlegen, durch eine feststehende Schrägrutscheneinrichtung mit einem das Flügelrad umgebenden Ringtrichter zum Eingeben des von den Flügeln ausgetragenen Guts in den Oberteil bzw. Kopf des Hochofens, durch eine Abdeckung für das Flügelrad und einen Deckel für die Schrägrutscheneinrichtung, wobei der Deckel die Abdeckung unter Festlegung eines Ringspalts zwischen beiden Teilen umschließt, und durch eine Einrichtung zum Einblasen von Inertgas in den Ringspalt, um einen Austritt des Gichtgases aus dem Hochofen nach außen zu verhindern.

Die Flügel des Flügelrads besitzen Keilform und sind auf einem Kreis um die Achse des Flügelrads herum angeordnet, so daß sie eine Zentrifugal- bzw. Fliehkraft erzeugen. Der Ringtrichter ist mit einer in waagerechter Richtung den Auslaßöffnungen des Flügelrads zugewandten, ringförmigen Einlaßöffnung versehen, und die Schrägrutscheneinrichtung weist mehrere S-förmige, abwärts geneigte Rutschen auf, deren obere

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Enden in den Ringtrichter münden und deren untere Enden unter einer solchen relativen Winkellage in den Oberteil des Hochofens hineinragen, daß die aus den einzelnen Rutschen ausgetragenen Rohmaterialströme an einer ein vorbestimmtes Stück von der Ofenoberseite entfernten Stelle gegeneinander konvergieren und dann divergieren.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Längsschnittansicht zur Veranschaulichung einer Begichtungsvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Drehtrichter,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Drehtrichters,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Begichtungs-Flügelrads,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 5,

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Abweiswinkels eines keilförmigen Flügels,

Fig. 9 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansicht des Begichtungs-Flügelrads und eines Schrägrutschentrichters in ihrer idealen Anordnung, in welcher sie in einer waagerechten Ebene einander gegenüberliegen,

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- 6 Fig. 10 eine Aufsicht auf die Schrägrutsche und

Fig. 11 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht der Schrägrutsche.

In Fig. 1 ist ein moderner Hochleistungs-Hochofen 1 mit großem Innendurchmesser dargestellt, wobei in Fig. 1 nur die wesentlichsten Teile des Ofenoberteils veranschaulicht sind. An der Oberseite des Ofens sind ein Drehtrichter A zur Aufnahme des Möllers von einem Förderband 2 oder einem nicht dargestellten Aufzug zur fortlaufenden Eingabe der Rohmaterialien in den Hochofen und ein Schaufel- oder Flügelrad B in Form eines schüsseiförmigen, hohlen Glieds mit einer Ironischen Innenfläche angeordnet, wobei dieses Flügelrad den Möller bzw. das Begichtungsgut unter hoher Fliehkraft wegzuschleudern und das Gut vom Drehtrichter A aufzunehmen vermag, der seinerseits durch zu seinen beiden Seiten vorgesehene Antriebseinrichtungen D und D^f angetrieben wird. Das Flügelrad B wird dabei durch einen an der höchsten Stelle des Ofens angeordneten Motor 3 angetrieben. Eine feststehende, die Auslaßöffnung des Flügelrads umgebende Schrägrutsche C weist eine einwärts und abwärts gekrümmte Innenfläche zur Eingabe des Guts in den Hochofen auf. Der Drehtrichter A, das Flügelrad B und deren Antriebseinrichtungen D, D¹ bzw. 3 werden von einem vom Ofen 1 unabhängigen, aufsatzförmigen (keep shaped) Rahmen 4 getragen, so daß eine Beeinflussung der Begichtungsvorrichtung durch Expansion, Kontraktion und andere unerwünschte Erscheinungen des Ofens selbst verhindert wird. Genauer gesagt, ist das Flügelrad B als geschlossene Einheit an einer mit der Welle des Motors 3 verbundenen Welle 5 aufgehängt. Das untere Ende der Ver-Mndungs-Welle 5 durchsetzt die Mitte des Flügelrads B und endet in einem staubdichten Kugellager 6, so daß die Welle 5 durch die Expansion und Kontraktion des Ofens 1 nicht beeinflußt wird.

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Da die Austrag- oder Auslaßöffnungen des Flügelrads B und die Einlaßöffnung der Schrägrutsche C, wie noch näher erläutert werden wird, einander in waagerechter Richtung gegenüberliegen, ist es ohne weiteres möglich, die Auslaööffnungen in lotrechter Richtung in bezug auf die Einlaßöffnung einzustellen, indem Schraubbolzen 45 zur Halterung des Antriebsmotors 3 entsprechend justiert werden. Da die Schrägrutsche C so konstruiert ist, daß sie Durchgänge bildet, über welche das Gichtgas des Hochofens in Gegenrichtung strömen kann, und da die Schrägrutsche in der Weise fest eingebaut ist, daß sie die Auslaßöffnungen am Umfang des Flügelrads B umgibt, ist es unmöglich, die Rutsche vollständig abzudichten, so daß eine geringe Gasaustrittsmenge unvermeidbar ist. Zur Verhinderung eines Gasaustritts in die Atmosphäre ist daher die Schrägrutsche C vollständig von einem oberseitig geschlossenen, kurzen Zylinder 8 und dem Außenrand des Gehäuses des Flügelrads C umschlossen. In einen kleinen Ringspalt 9 um die konische Oberseite des Flügelrad-Gehäuses 26 herum wird ein Inertgas, z.B. bei der Sauerstofferzeugung gewonnenes Stickstoffgas, eingeblasen, wodurch verhindert wird, daß das aus der Auslaßöffnung des Flügelrads in den Raum F innerhalb des Zylinders 8 ausgetretene Gas zur Außenluft hin entweicht. Der Stickstoff wird über eine ringförmige Düse 10 eingeblasen, so daß durch das Einblasen des Stickstoffs unter einem zweckmäßigen Druck in den Ringspalt ein Entweichen des im Inneren vorhandenen Gichtgases verhindert werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das obere Ende der Welle 5 in einem Zwischenlager 11 gelagert und über eine Kupplung 12 mit der Welle des Motors 3 verbunden. Das Lager 6 ist dabei mit nicht dargestellten Einrichtungen zum Umwälzen von Schmieröl und Kühlwasser versehen.

Der Drehtrichter A wird von drei Rollen oder Rädern 13 und

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13' getragen, von denen nur zwei dargestellt sind und die sich auf einem um die Welle 5 herum zentrierten Kreis drehen, so daß der Trichter gegensinnig zum Flügelrad B in Drehung versetzbar ist. Der Drehtrichter A wird durch Antriebsmotoren 14 und 14' über Untersetzungsgetriebe 15 und 15* angetrieben, die in staubdichten Gehäusen 16 und 16¹ angeordnet sind. An der Ofenoberseite sind Rohrleitungen 19 und 19^f für die Gichtgasabfuhr angeordnet.

Nach der Beschreibung der allgemeinen Anordnung der drei wesentlichen Teile, nämlich des Drehtrichters, des Flügelrads und der Schrägrutsche, ist im folgenden die Konstruktion genauer erläutert.

Gemäß den Fig. 2, 3 und 4 besitzt der Drehtrichter A die Form eines umgedrehten Kegelstumpfes mit einem Ringzahnrad 20 an seiner Mantelflache. An der Unterseite eines oberseitigen Flansches 21 ist eine nach unten gerichtete Ringschiene 22 ausgebildet, während im Inneren ein Rohr 23 mit vergleichsweise kleinem Durchmesser auf der Achsmittellinie durch mehrere Trennplatten 24, 24* und 24" gehaltert ist. Am Boden ist eine schmale, ringförmige Austragöffnung 25 vorgesehen, über welche die Rohmaterialien in die um die Welle 5 herum ausgebildete Einlaßöffnung des Flügelrads ausgetragen werden. Genauer gesagt, ragt das untere Ende des Drehtrichters A gemäß Fig. 1 in das Flügelrad B hinein, so daß das Begichtungsgut im Hittelteil des Flügelrads gleichmäßig verteilt und mithin eine ungleichmäßige Beschickung desselben verhindert und eine ausreichend hohe Fliehkraft gewährleistet wird. Gemäß Fig. 1 wird das Ringzahnrad 20 über Zahnräder 15 und 15' durch die Antriebseinrichtungen 14 und 14* angetrieben, so daß es mit niedriger Drehzahl von z.B. 20 U/min um die Welle 5 herum in Drehung versetzt wird. Die Aufgabe der Räder oder Rollen 13, 13' besteht darin, die

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Ringschiene 22 und mithin den Drehtrichter drehbar zu lagern. Die Räder und die Ringschiene sind dabei auf passende Weise abgedeckt, um ein Verklemmen von Fremdkörpern zwischen den Rädern und der Ringschiene zu verhindern. Die Lage des Schwerpunkts des Drehtrichters ist somit derart stabilisiert, daß jegliche Kreiselwirkung oder exzentrische Drehung verhindert wird. Da das untere Ende des Drehtrichters gemäß Fig. 1 über eine in der Mitte des Gehäuses 26 vorgesehene Öffnung in das Flügelrad hineinragt, muß dafür gesorgt werden, daß der Drehtrichter das Gehäuse 26 nicht berührt.

Das in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellte Flügelrad B weist ein unterseitiges, konisches bzw. schüsseiförmiges Glied 28, das sich fortlaufend nach außen erweitert, mehrere um einen Umfangsflansch 29 des Schüsselglieds 28 herum auf gleiche Abstände voneinander angeordnete, keilförmige Schaufeln bzw. Flügel 27, 27', 27" usw. und einen kegelförmigen bzw. konischen Deckel 26 auf, der an den Flügeln befestigt ist und eine schmale, scheibenförmige Flügelkammer festlegt. Das Flügelrad B mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist für hohe Drehzahlen geeignet und kann einfach an der Welle 5 montiert werden. Schmale Öffnungen 30 zwischen den einander benachbarten Flügeln dienen als Austragöffnungen für das Begichtungsgut. Dieses Flügelrad bietet die folgenden Vorteile:

1. Es übt eine starke Zentrifugal- bzw. Fliehkraft auf das Begichtungsgut aus, so daß dieses an der Unterseite des Ringtrichters 31 kontinuierlich in die nach unten abgehenden Rutschen 32, 32' und 32" ausgetragen werden kann. An der inneren Oberseite der Rutsche 31 ist eine ringförmige Einlaßöffnung ausgebildet, wobei das von der Einlaßöffnung 33 aufgenommene Gut über die betreffenden Rutschen nach

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unten fließt. Gemäß den Fig. 1 und 9 ist die Einlaßöffnung 33 den Austrag- oder Auslaßöffnungen 30 in waagerechter Richtung zugewandt.

Das ausgetragene Gut fällt dabei nicht frei unter seinem Eigengewicht herab, sondern wird längs den Kreis 42, auf welchem die keilförmigen Flügel 27, 27', 27" usw. angeordnet sind, tangierender Linien weggeschleudert, weshalb die Schrägrutschen so ausgebildet sind, daß sie das über die Einlaßöffnung 33 aufgenommene Gut längs leicht exzentrisch gekrümmter Flächen führen, welche ihrerseits so geformt sind, daß sie einen Rückprall des Guts vom Hochofen weitgehend ausschalten.

2. Bei dieser Konstruktion ist es möglich, unabhängig von dem im Ofenoberteil herrschenden Druck eine effektive Abdichtung des Gichtgases zu gewährleisten.

3. Es ist zudem möglich, pulverisiertes Erz einzugeben, das bei den bekannten Begichtungsvorrichtungen schwierig zu handhaben ist.

4. Weiterhin ist es teilweise möglich, gelegentlich auftretende Gasdrücke oberhalb des zulässigen Gasdrucks abzulassen.

5. Diese Konstruktion verhindert das Eindringen von Atmosphärenluft, auch wenn der im Ofen herrschende Druck unter den Atmosphärendruck abfällt.

6. Die erfindungsgemäße Konstruktion gewährleistet eine weitgehende Ausschaltung oder Verringerung von Gasdruckschwankungen im Ofenkopf zum Zeitpunkt der Begichtung.

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Gemäß den Fig. 9, 10 und 11 weist die Schrägrutsche C einen die Auslaßöffnungen 30 des Flügelrads umgebenden Ringtrichter 31 und mehrere S-förmige Flächen auf, um das Begichtungsgut schräg nach unten in den Hochofen auszutragen (vergl. Fig. 1). Die unteren Enden der einzelnen Schrägrutschen usv., welche in den Ofenkopf hineinragen, sind auf einem auf der Längsachse des Hochofens zentrierten Kreis auf gleiche Abstände voneinander angeordnet. Der Neigungswinkel der unteren Enden der Rutschen ist entsprechend dem Fassungsvermögen des Hochofens gewählt. Vorzugsweise ia; dieser Winkel so gewählt, daß das Gut in Form von Pyramiden abgelagert wird. Die Schrägrutschen besitzen eine erheblich von den Rutschen der bisher angewandten Begichtungsvorrichtungen abweichende Konstruktion. Mit anderen Worten: Sie besitzen jeweils getrennte Auslaßöffnungen 34, 34* und 34", welche das Gut über S-förmig gewundene Bahnen gleichmäßig in den Hochofen hinein auszutragen vermögen.

Infolge der beschriebenen neuartigen Kombination des Drehtrichters A, des Flügelrads B und der Schrägrutschen C ist es möglich, das Gut kontinuierlich oder diskontinuierlich unter einer starken Fliehkraft einzugeben, ohne eine exzentrische Belastung auf das Flügelrad auszuüben. Infolge der speziellen Konfiguration der keilförmigen Schaufeln bzw. Flügel, die um den umfang des Flügelrads herum montiert sind, wird längs der Kreisbewegungsbahn der Flügel eine ununterbrochene, ringförmige luftdichte Zone gebildet, welche weder durch das einzugebende Gut gestört wird oder dieses stört, noch durch den im Ofenkopf herrschenden Druck beeinträchtigt wird, wodurch eine ideale Begichtungszone im Hochofen gebildet wird.

Im folgenden sei angenommen, daß der Drehtrichter A durch die Antriebseinrichtungen D und D* mit einer niedrigen Dreh-

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zahl von etwa 20 U/min im Uhrzeigersinn in Drehung versetzt wird, während das Flügelrad B durch den Antriebsmotor 3 mit hoher Drehzahl entgegen dem Uhrzeigersinn in Drehung versetzt wird. Das durch das Förderband 2 zugeführte Begichtungsgut bewegt sich dabei durch einen Zwischen- oder Puffertrichter (surge hopper) 35 und längs der Innenseite des Drehtrichters A abwärts, um dann über die schmale Öffnung 25 in den Mittelteil des Flügelrads B hineinzufallen. Durch diese Anordnung wird weitgehend eine exzentrische Belastung des Flügelrads und mithin eine Unwucht ausgeschaltet, die zu Schwingung des Flügelrads führen würde. Infolge der durch das mit hoher Drehzahl umlaufende Flügelrad erzeugten großen Fliehkraft und der schüsseiförmigen Konfiguration des Flügelrads wird das Gut, wie in Fig. 7 durch die gestrichelten Linien angedeutet, längs spiraliger Bahnen nach außen und aufwärts geschleudert. Da der Umfangsflansch 29 an der Oberseite dieser Bahnen waagerecht liegt, wird das Gut, das längs parabolischer und spiraliger Bahnen aufwärts geschleudert wird und den Flansch 29 erreicht, von Schwerkraftwirkung und Seitendruck (side pressure) entlastet und aus dem Flügelrad B längs linearer Bahnen mit der Geschwindigkeit herausgeschleudert, welche die Teilchen beim Erreichen des Flansches 29 besitzen. Kleine Teilchen oder Staubanteile werden von der um die Achse der Welle 5 wirbelnden und längs einer parabolischen Bahn hochsteigenden Luft mitgerissen. Der Staub beaufschlagt daher die Innenfläche des Deckels bzw. der Abdeckung 26, der bzw. die von der Mitte in Richtung auf den Umfang abwärts geneigt ist. Aufgrund dieser Schrägfläche vermischt sich der Staub schließlich mit dem Begichtungsgut, das längs der Innenfläche des schüsseiförmigen Abschnitts 28 hochsteigt und in Richtung der den Kreis 42, auf welchem die keilförmigen Schaufeln 27 angeordnet sind, tangierenden Linien geschleudert wird. Obgleich dem Gut eine hohe Bewegungsenergie erteilt wird, wird dieser Energie durch den im Ofenkopf herr-

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sehenden Druck entgegengewirkt, welcher bei der Annäherung der Teilchen an den Ofenkopf zunimmt, weil ein großer Druckunterschied zwischen der Atmosphäre und dem Ofenkopf auf beide Seiten jedes Flügels in ihrer Lage einwirkt. Da jedoch die Einlaßöffnung 33 des feststehenden Ringtrichters 31 der Schrägrutschen konzentrisch zum Flügelrad und dicht an den Auslaßöffnungen am Umfang des Flügelrads B angeordnet ist und diese Öffnungen einander in waagerechter Richtung zugewandt sind, wird das gesamte ausgetragene Gut von der Einlaßöffnung 33 aufgenommen und dann über die gekrümmte Innenfläche des Ringtrichters 31 und die S-förmigen Rutschen 32 gleichmäßig in den Ofenkopf eingeführt. Da die Austragöffnungen 34, 34' und 34" an den unteren Enden der Schrägrutschen C, wie erwähnt und wie in Fig. 1 dargestellt, geneigt sind und nach unten in den Ofenkopf hineinragen, treffen die aus diesen Austragöffnungen ausgeschleuderten Begichtungsgutströme nicht aufeinander, sondern nähern sich einander in einer zweckmäßigen Entfernung von den Austragöffnungen, um dann abwärts zu divergieren, wodurch eine ideale Begichtungszone gebildet wird, in welcher große und kleine Teilchen des Begichtungsguts vorteilhaft miteinander vermischt sind.

Wie erwähnt, sind drei Schrägrutschen C vorgesehen, die auf drei vorbestimmte Punkte auf der Begichtungsebene gerichtet sind. Koks und Kalkstein können mit vergleichsweise geringer Reibung eingeführt werden, während hartes Gut, das Metallkomponenten enthält, etwa Eisenerz und Pellets, eine Kratzerbildung an den Innenflächen des Ringtrichters 31 und der Rutschen 32 zur Folge haben kann, so daß es sich empfiehlt, diese Fläche mit geeigneten, verschleißfesten Überzügen auszukleiden. Zur Ermöglichung eines schnellen und einfachen Auswechselns und Instandsetzens der Schrägrutschen C sind diese über Flanschkupplungen 77 mit den Austragöffnungen 34,

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34' und 34" verbunden. Letztere sind dabei mit Hilfe von Tragflanschen 18 an der oberen Wand des Ofens gehaltert.

Das Gichtgas im Ofen wird wie folgt abgeschirmt: Das Flügelrad B ist als scheiben- bzw. schüsseiförmiges hohles Glied ausgebildet, und die Flügel 27 sind keilförmig, um den Fließwirkungsgrad (fluid efficiency) zu erhöhen und die Gutteilchen auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen. Die keilförmigen Flügel sind dabei so angeordnet, daß sie ausströmendes Gichtgas abfangen bzw. abschirmen. Genauer gesagt: Bei sich mit hoher Drehzahl drehendem Flügelrad bilden sich hinter den keilförmigen Flügeln kontinuierlich Unterdruckbereiche verdünnter Luft oder verdünnten Ofen-Gichtgases, welche das Gichtgas effektiv gegenüber der Außenluft zu isolieren vermögen. Wie speziell aus der in vergrößertem Maßstab gehaltenen Darstellung von Fig. 8 ersichtlich ist, ist die spitze Vorderkante a jedes Flügels, welche dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, praktisch auf dem vorbestimmten Kreis 42 angeordnet, so daß die Innenseite a-c einen Winkel oc gegenüber dem Kreis 42 festlegt. Die Außenseite a-b schneidet dagegen den Kreis 42 unter einem Winkel 0, der entsprechend dem im Ofenkopf herrschenden Druck bestimmt wird. Bei mit hoher Drehzahl umlaufendem Flügelrad wird daher die Luft bzw. das Gas zur Seite verdrängt, wodurch der Druck an der Rückseite jedes Flügels verringert und hierdurch ein ringförmiger Unterdruckbereich gebildet wird. Wenn der Durchmesser des Kreises 42, auf dem die Flügel angeordnet sind, beispielsweise 3 m beträgt und das Flügelrad mit einer Drehzahl von 1500 U/min umläuft, so beträgt die Umfangsgeschwindigkeit des Flügelrads 14 km/min bzw. 235 m/s, so daß selbst bei einem erheblichen Druckunterschied kein Gas über den ringförmigen Unterdruckbereich hinwegströmt oder höchstens ein äußerst geringer Gasstrom vorhanden ist, wodurch das im

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Ofenkopf befindliche Gas praktisch vollständig an einem Austritt nach außen hin gehindert wird. Diese Abschirmwirkung nimmt bei ansteigendem Ofendruck noch zu, weil die durch die elastische Kollision der Gasmoleküle erzeugte Rückprallkraft stark auf die Flügel einwirkt, wodurch die Abschirmwirkung stark erhöht wird. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann der im Ofenkopf herrschende Druck, solange die Drehzahl des Flügelrads B konstant gehalten wird, unabhängig von der Diffusion des Gichtgases auf einem konstanten Wert gehalten werden. Mit anderen Worten: Wenn eine einem bestimmten Druck entsprechende Drehzahl des Flügelrads aufrechterhalten wird, wird dieser Druck automatisch aufrechterhalten, indem teilweise ein plötzlicher Druckanstieg des Ofen-Gichtgases über dessen zulässigen Druckanstieg hinaus abgelassen wird. Während dieses Ablassens des anomalen Drucks wird die Gut-Begichtungsflache nicht beeinflußt. Fällt dagegen der Druck des Gichtgases auf einen negativen Wert ab, so wird das Eindringen von Außen- oder Atmosphärenluft durch den Neigungswinkel oc der Innenseiten der einzelnen Flügel effektiv verhindert. Ebenso ist es möglich, eine zweckmäßige Vorrichtung zur Regelung der Drehzahl des Flügelrads beim Auftreten eines Notfalls vorzusehen, um dadurch den Ofendruck zu regeln.

Während des Begichtungsvorgangs werden die Gas-, Luft- und Gutbestandteile mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit um den Umfang des Flügelrads herum und durch die engen Austragöffnungen 30 zwischen den einander benachbarten Flügeln in Bewegung versetzt. Bei der erfindungsgemäßen Begichtungsvorrichtung braucht daher kein Teil mit ReibungsberUhrung luftdicht abgedichtet zu sein, was einen der bedeutsamsten Vorteile der Erfindung im Vergleich zu den bisher angewandten Begichtungsvorrichtungen für Hoch-

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öfen darstellt. Tatsächlich bilden die Schrägrutschen Durchgänge, die ein Ausströmen von Ofen-Gichtgas oder Staub mit einer für die Begichtungsvorrichtung schädlichen, hohen Temperatur zulassen. Die durch das mit hoher Drehzahl umlaufende Flügelrad gebildete ringförmige Luftdichtungszone fängt jedoch wirksam diese ausströmenden heißen Gas- und Staubanteile ab, so daß die Begichtungsvorrichtung vor Beschädigung und Werfen o.dgl. Verformung geschützt ist.

Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird somit die eingangs genannte Aufgabe wirksam gelöst. Mit der erfindungsgemäßen Begichtungsvorrichtung, welche die durch die Fliehkraft erzeugte Beschleunigung und die Richtwirkung des Stromlinienflusses des Gases ausnutzt, ist es mithin möglich, das Begichtungsgut kontinuierlich in einen Hochofen einzugeben und dabei gleichzeitig eine perfekte Luftabdichtung für die Begichtungsvorrichtung aufrechtzuerhalten, und zwar unabhängig vom Druckunterschied zwischen der Außenluft und dem Inneren des Ofenkopfes. Außerdem kann der im Ofenkopf herrschende Druck durch Änderung der Geschwindigkeit der Flügel des Flügelrads beliebig geregelt werden. Aufgrund dieser Vorteile ist es möglich, Rohmaterialgemische verschiedener Zusammensetzung einzugeben. Außerdem kann eine Verschlechterung oder Zersetzung des Rohmaterialgemisches vermindert werden, die dann auftritt, wenn verschiedene Rohmaterialien, z.B. Eisenerz, Koks oder Schlackenbildungsmittel, eingegeben werden, wodurch die Auftrennung bzw. Ausseigerung der Rohmaterialien im Hochofen verringert wird und die im Hochofen herrschenden Bedingungen ohne weiteres gesteuert werden können.

Da das Flügelrad B, wie erwähnt, nicht nur zum Schleudern des Begichtungsguts, sondern auch zum Abschirmen und Ver-

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teilen des Gichtgases dient, müssen Werkstoff, Anordnung, Größe, Neigungswinkel usw. der Flügel des Flügelrads sorgfältig gewählt und bestimmt werden.

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Claims

- 18 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Begichten der Oberseite eines Hochofens mit einem Möller, gekennzeichnet durch einen hohlen, umgekehrt kegelstumpfförmigen Drehtrichter (A), durch eine Fördereinrichtung (2) zur Zufuhr des Möllers bzw. des Begichtungsguts zum Drehtrichter, durch ein unterhalb des Drehtrichters angeordnetes, hohles schüsseiförmiges Flügelrad (B) mit einem dem unteren Ende des Drehtrichters zugewandten schüsseiförmigen Mittelteil und einer Anzahl von um dessen Umfang herum angeordneten Schaufeln bzw. Flügeln (27), welche zwischen sich mehrere Austragöffnungen (30) zum Ausschleudern des Guts unter Fliehkraftwirkung festlegen, durch eine feststehende Schrägrutscheneinrichtung (C) mit einem das Flügelrad umgebenden Ringtrichter (31) zum Eingeben des von den Flügeln ausgetragenen Guts in den Oberteil bzw. Kopf des Hochofens (1), durch eine Abdeckung für -das Flügelrad und einen Deckel für die Schrägrutscheneinrichtung, wobei der Deckel die Abdeckung unter Festlegung eines Ringspalts zwischen beiden Teilen umschließt, und durch eine Einrichtung (10) zum Einblasen von Inertgas in den Ringspalt (9), um einen Austritt des Gichtgases aus dem Hochofen nach außen zu verhindern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (B) an einer lotrechten Welle montiert ist, die von einer über dem Drehtrichter (A) angeordneten Antriebseinrichtung angetrieben wird, und daß die lotrechte Welle die Mitte des Drehtrichters durchsetzt und mit ihrem unteren Ende in einem an der Oberseite des Hochofens montierten Lager gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Drehtrichter (A) durch eine getrennte Antriebseinrichtung antreibbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (27) Keilform besitzen und auf einem Kreis um die Achse des Flügelrads (B) herum angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel (27) eine dreieckige Form besitzt und daß der Winkel zwischen der einen, vom Atmosphärendruck beaufschlagten Seite des Dreiecks und dem Kreis (42) größer gewählt ist als der Winkel zwischen der anderen, dem im Oberteil des Hochofens herrschenden Druck ausgesetzten Seite des Dreiecks und dem genannten Kreis, so daß das Gut bei hohen Drehzahlen in Richtung einer diesen Kreis tangierenden Linie geschleudert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringtrichter (31) mit einer ringförmigen Einlaßöffnung versehen ist, welche den Austragöffnungen des Flügelrads (27) in waagerechter Richtung zugewandt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägrutscheneinrichtung mehrere S-förmige, nach unten geneigte Rutschen aufweist, deren obere Enden jeweils in den Ringtrichter münden und deren untere Enden in solcher relativer Winkellage in den Oberteil des Hochofens hineinragen, daß die aus den jeweiligen Rutschen ausgetragenen Gutströme an einer ein vorbestimmtes Stück von der Ofenoberseite entfernten Stelle gegeneinander konvergieren und dann divergieren.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung des Flügelrads (B) die Form eines umgedrehten Trichters mit einem den Drehtrichter (A) umschließenden zylindrischen Abschnitt von kleinem Durchmesser und einem sich zwischen dem zylindrischen Abschnitt und dem Umfang des Flügelrads erstreckenden, abwärts geneigten Abschnitt besitzt, um den sich an der Innenfläche des geneigten Abschnitts absetzenden Staub zu den Austragöffnungen zu leiten, und daß der Deckel der Schrägrutscheneinrichtung die Form eines hohlen Kegelstumpfes besitzt, dessen oberes Ende den zylindrischen Abschnitt unter Festlegung des Ringspalts zwischen beiden Teilen umschließt.

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5U.

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