DE2825718A1 - Beschickungsvorrichtung fuer schachtoefen, sowie verfahren zum einfuehren und verteilen des fuellgutes mittels dieser vorrichtung - Google Patents

Description

DR.-ING. W. BERNHARDT

PATENTANWALT O O O C 7 1 Ö

SAARBRÜCKEN 4Λ 4-OjLOt JtJ

NASSAUERSTR. 5 - TEL. (ÜO81) 3+433 °

PATENTANMELDUNG

PAUL WURTH S.A. 32, rue d¹Alsace Luxembourg

Beschickungsvorrichtung für Schachtofen, sowie Verfahren zum Einführen und Verteilen des Füllgutes mittels dieser Vorrichtung.

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Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für Schachtöfen, begreifend eine Verteilerschurre mit in Bezug zur Achse des Ofens adjustierbarer Winkelstellung, eine Universalgelenk-Aufhängung, mittels derer diese Schurre im Mittelteil des Hochofenkopfes aufgehängt ist, oberhalb der Schurre einen Speisetrichter sowie mindestens einen, als Schleuse fungierender Zwischenfüllbunker für das Füllgut, und einen Stellmechanismus zum Schwenken der Schurre um zwei orthogonale Achsen. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Beschickungs- und Verteilverfahren für das Füllgut mittels dieser Vorrichtung.

In der deutschen Patentanmeldung P 20 35 458.9 wird eine Vorrichtung dieser Art beschrieben, jedoch mit dem Unterschied, dass die Schurre, anstatt um zwei zueinander senkrechte Achsen schwenkbar zu sein, in der Weise montiert ist, dass sie um die vertikale Achse des Ofens rotieren und dabei ihre Winkelstellung in Bezug zu dieser Achse verändert werden kann. Bei der Beschickungsvorrichtung nach dieser Anmeldung sowie auch bei einem in der deutschen Patentanmeldung P 23 24 970.9 vorgeschlagenen, verbesserten Mechanismus zum Antrieb einer solcher Schurre, werden die Bewegungen der Schurre von zwei unabhängigen Motoren erzeugt, wobei die Bewegungen dieser Motoren in geeigneter Weise in voneinander unabhängige Dreh- und Schwenkbewegungen der Schurre verwandelt werden, indem auf Mechanismen zurückgegriffen wird, welche auf der Verwendung von Rädertrieben mit Differential- und Planetarbewegungen beruhen, Diese Antriebsmechanismen gestatten es, die Schurre auf einen beliebigen Punkt der Schmelzbettoberfläche zu richten und das Füllgut gemäss einem Beschickungsschema abzusetzen, welches zu einer optimalen Ausnutzung des Ofens beiträgt.

Auf Grund der zahlreichen Möglichkeiten dieser Beschikkungsmethode und auf Grund zahlreicher anderer Vorteile, wie z.B. deren Zuverlässigkeit, ersetzt diese neue Beschickungsvorrichtung bei den modernen Hochöfen mit hohem Gegendruck an der Gicht nach und nach die Beschickungsvorrichtungen mit Doppelglocken.

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Der Erfolg dieser Beschickungsvorrichtung mit drehbarer Schurre hatte die Schaffung neuer, verbesserter Zubehöreinrichtungen für die Vorrichtung im Gefolge, welche mit letzerer eine komplette Beschickungseinheit bilden^ mit der die Möglichkeiten dieses neuen Schurrenbeschickungssystems zu einem Maximum ausgeschöpft werden können. So wurden im Laufe der Zeit den in vorgenannten Patentanmeldungen vorgeschlagenen Einrichtungen eine Dosiervorrichtung zugeordnet mit Wägung der Zwischenfüllbunker und Steuerung der Beschickung in Funktion der Gewichtsmesswerte (deutsche Patentanmeldung P 23 08 474.4) eine Dosiervorrichtung, begreifend einen kalottenförmigen Schieber zum Dosieren oder Stoppen des Füllgutausflusses, (deutsche Patentanmeldung P 23 08 454.0), eine Vorrichtung zum Kühlen und Reinigen der Dichtklappen und des Antriebsmechanismus mit Hilfe von inertem Gas (deutsche Patentanmeldung P 23 45 700.3), und desweiteren auch eine Vorrichtung zum Zentralisieren der Speisung über den Speisetrichter zum Vermeiden des Verschleisses der Wandungen dieses letzteren (deutsche Patentanmeldung P 26 29 533.0).

So gut sich auch diese Beschickungsvorrichtung zur Erfüllung der Bedingungen bei der Verteilung des Füllgutes in einem Schachtofen mit kreisförmigem Querschnitt eignet, insbesondere zur Verteilung in konzentrischen Kreisen oder in Spiralen, so versagt sie doch bei nicht kreisförmigem Ofenquerschnitt, wie z.B. bei rechteckigen oder quadratischen Oefen, wenn ununterbrochen Füllgut abgesetzt werden soll, es sei denn, man würde ausserordentlich komplexe Steuerprogramme in Kauf nehmen.

Parallel zu diesen Vorrichtungen wurden auch schon Beschickungsvorrichtungen vorgeschlagen mit einer Aufhängung der Schurre mittels Universalgelenk, wodurch die Schurre ebenfalls in jede beliebige Richtung verstellt werden kann, ohne dass dafür eine Drehbewegung der Schurrenaufhängung notwendig ist. Eine solche Vorrichtung, unter anderem auch für die Verwendung an Hochöfen mit kreisförmigem Querschnitt, wird in der deutschen Patentanmeldung 2 104 116 beschrieben. Obschon diese Art der Aufhängung und des Antriebs der Schurre sich besser eignen würde für das Bestreichen einer nicht kreisförmigen Fläche, so schlägt

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doch genannte Patentanmeldung kein kontinuierliches Beschickungsverfahren für eine andere Querschnittsform, wie z.B. eine rechteckige, vor. Die Montage-, Befestigungs- und Antriebsmechanismen der Schurre nach dieser deutschen Patentanmeldung sind desweiteren sehr kompliziert, sodass diese Vorrichtung bislang weder in einem Ofen mit kreisförmigem Querschnitt noch in anderen Oefen Anwendung gefunden hat

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, welche genau so gut bei Oefen mit kreisförmigem Querschnitt als solchen mit polygonalem verwendet werden kann, welche einfach und wenig kostspielig ist, deren Stell- und Aufhängungsmechanismus für die Schurre leicht zu warten und einfach zugänglich und demontierbar ist, welche zuverlässig funktioniert und bei welcher bekannte Zubehörteile Verwendung finden. Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens zum Einführen und Verteilen des Füllgutes bei einem Schachtofen mittels einer Vorrichtung dieser Gattung mit dem Ziel, eine optimale Verteilung des Füllgutes unabhängig von der Querschnittsform des Ofens zu erreichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beschickungsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung, dadurch gekennzeichnet, dass die Schurre einseitig an ihrer oberen Extremität zwischen den zwei Schenkeln einer einzigen, demontierbar in einer ersten Oeffnung der Seitenwand des Hochofenkopfes gelagerten Gabel schwenkbar aufgehängt ist, dass der Stellmechanismus erste Mittel zum Drehen der Gabel um ihre mittig zwischen ihren beiden Schenkeln verlaufende Längsachse aufweist, sowie zweite,von den ersten unabhängige Mittel, um die Schurre um eine zu genannter Gabellängsachse orthogonale Achse zu schwenken, und dass der Stellmechanismus sowie die Schurre und ihre Aufhängung demontierbar sind, wobei der Stellmechanismus und die Schurrenauf-'hängung gemeinsam als Ganzes durch genannte seitliche Oeffnung entfernt werden können.

In der Wandung des Hochofenkopfes ist vorzugsweise eine zweite Oeffnung vorgesehen, durch welche man den Speisetrichter und die Schurre herausführen kann. Die Aufhängung der

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Schurre begreift vorzugsweise einen Sattel mit einem Ring, durch welchen der röhrenförmige Teil der Schurre hindurchgeführt ist und mittels dessen der obere erweiterte Teil der Schurre gehalten wird; an diesem Ring sind zwei diametral sich gegenüber liegende Klauen vorgesehen, welche an den Extremitäten der beiden Gabelschenkel angelenkt sind. Die Schurre hängt einfach in diesem Ring,ohne zusätzliche Befestigung, sodass sie bei einer Demontage nur einfach aus dem Ring herausgezogen und aus dem Ofen herausgeführt zu werden braucht.

Das erste Stellmittel begreift vorzugsweise einen Motor zum Drehen der mit der Gabel eine mechanische Einheit bildenden zylindrischen Hülse um ihre Längsachse. Das zweite Stellmittel begreift einen Stössel, welcher im Innern der Hülse untergebracht sein kann und dessen schurrenseitige Extremität direkt oder unter Zwischenschaltung eines Pleuels mit dem Aufhängungsring in Wirkverbindung steht, wobei dem Stössel zu dessen axialem Verschieben ein Motor zugeordnet ist. Dieses Baukonzept gestattet das Vorsehen eines Kühlmittelkreislaufs durch den Stell- und Aufhängungsmechanismus zum Kühlen aller in Gleitberührung stehender Flächen und zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der stark beanspruchten Teile.

Das vorgeschlagene Verfahren bei der Anwendung der Beschickungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ausfluss aus einem Zwischenfüllbunker mittels eines Dosier-Schiebers in Funktion der Menge des im Bunker enthaltenen Füllgutes und/oder in Funktion der im Ofen zu verteilenden Füllgutmenge geregelt wird, dass der dosierte Ausfluss des Bunkers der oberen Oeffnung einer röhrenförmigen Schurre zugeleitet wird, und dass ein Programm erstellt wird um, unabhängig voneinander jedoch in geregelter Folge, die Stellmittel der Schurrenaufhängung zu betätigen und damit die untere Extremität der Schurre in zwei, im wesentlichen senkrecht zueinander stehenden Richtungen zu verlagern und damit mit dem ausfliessenden Füllgutstrom die ganze Schmelzbettfläche oder einen bestimmten Teil davon zu bestreichen.

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Vorzugsweise wird der Dosierschieber so eingestellt, dass der Inhalt des Füllbunkers genügt, um eine gleichmässige Schicht Füllgut auf der ganzen Schmelzbettfläche abzusetzen. Das Bestreichen der Schmelzbettoberfläche mit dem aus der Schurre ausfliessenden Füllgut geschieht vorteilhafterweise entlang einer Kurve, vorzugsweise einer kontinuierlichen, sodass ein Absetzen von Füllgut in konzentrischen Schleifen oder in zickzackförmigen Wellenlinien möglich ist, wobei das Absetzen von Füllgut vorzugsweise von der Peripherie des Ofens nach seiner Mitte zu erfolgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den

Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figuren 1 und 2, schematisch und teilweise im Längsschnitt, Ansichten, aus zwei verschiedenen Richtungen, einer

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Be schickungsvorrichtung;

Figuren 3 bis 5, schematische Darstellungen der Schurre in drei verschiedenen Winkelstellungen und den Schwenkmechanismus für die Schurre;

Figur 6, in schematischer Darstellung den Mechanismus zum Schwenken der Schurrenaufhängung und eine Andeutung der Schurre aus einem Blickwinkel senkrecht zu demjenigen gemäss

den Figuren 3 bis 5;

Figuren 7 bis 9, Einzelheiten einer vorteilhaften Ausgestaltung der Schurrenaufhängung;

Figuren 10 bis 12, in schematischer Darstellung eine Teilansicht der Schurre in drei verschiedenen Winkelstellungen mit schematisierter Darstellung einer Variante des Schwenkmechanismus gemäss den Figuren 3 bis 5; Figuren 13 bis 16, eine schematische Darstellung des Beschickungsverfahrens mit dem Bestreichen der gesamten Schmelzbettoberfläche, sowie die Extremstellungen der Schurre;

Figur 17, die Projektion , auf eine Ebene senkrecht zur Ofenachse, einer von der unteren Extremität der Schurre beschriebenen geschlossenen Kurve und die entsprechende Kurve, nach welcher hierbei das Füllgut abgesetzt wird;

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Figur 18, in schematischer Weise die notwendigen Korrekturen zur Erzielung einer rechteckigen Kurve;

Figur 19, eine erste Variante einer Vorrichtung zur Durchführung der in der Figur 18 gezeigten Korrekturen; Figuren 20 bis 22, in schematischer Weise eine zweite Ausgestaltungsvariante zur Vornahme der in der Figur 18 gezeigten Korrekturen;

Figuren 23 bis »2 6, in schematischer Weise eine Draufsicht auf die Schmelzbettoberfläche mit der Angabe verschiedener Verfahren zum Absetzen einer gleichförmigen Füllgutschicht.

In den Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Referenzzahlen versehen.

Die nun folgende Beschreibung geschieht illustrationsweise mit Bezug auf einen Ofen mit rechteckigem Querschnitt, dessen am weitesten verbreitete Bauart der sogenannte "Purofer"-Ofen ist. Es muss jedoch betont werden, dass die Erfindung genau so gut bei anderen Ofentypen mit anderen Querschnittsformen Anwendung finden kann und dass die nachstehenden Ausführungen sinngemäss auch für diese anderen Oefen Gültigkeit haben.

Es folgt zunächst eine globale Beschreibung der kompletten Anlage mit Bezug auf die Figuren, in welchen in schematischer Weise der obere Teil eines Ofens 30 mit rechteckigem Querschnitt dargestellt ist. Im Ofenkopf 32 ist eine in noch näher in den folgenden Figuren zu beschreibenden Weise eine röhrenförmige Schurre 34 montiert, deren oberer Teil sich in Bezug auf ihre Längsachse trichterartig erweitert.

Ueber der oberen Extremitäb der Schurre ist ein Speisetrichter 3 6 vorgesehen, im wesentlichen bestehend aus einem trichterförmigen Oberteil 38 und einem vertikalen Zulaufkanal 40, dessen untere Extremität etwas in den erweiterten Teil der Schurre 34 hineinragt, ohne diese jedoch zu berühren. Der Zulauf-oder Speisekanal 40 kann dank einer umlaufenden Schulter einfach in den unteren Teil des Trichters 38 eingehängt werden, sodass zu seiner Demontage keine Befestigungsmittel gelöst werden müssen. Dieser Kanal 40 kann desweiteren um einen bestimmten Betrag nach oben in das trichterförmige Oberteil 38 hineinragen, wodurch sich dort ein Füllgutpolster bildet, dessen Zweck und Vorteile des näheren in der deutschen Patentanmeldung Nr P 26 29 533.0 beschrieben sind.

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Das Füllgut, hauptsächlich rohes Eisenerz, wird mittels eines Förderbandes oder mit Förderkübeln in den oberen Teil der Anlage gebracht und dort in einen Zwischenfüllbunker 4 2 entleert. Dieser Bunker 42 ist als Schleuse zum Ausgleich der Drücke ausgeführt und besitzt zu diesem Zweck eine obere Dichtklappe 44 und eine untere Dichtklappe 46. Diese Dichtklappen 44 und 4 6 werden in bestimmter Reihenfolge in an sich bekannter Weise betätigt, um den Bunker 42 bei seinein Auffüllen mittels der Klappe 4 6 vom Innern des Ofens 30 zu isolieren,oder aber gegenüber der Atmosphäre mittels der Kappe 44 während dem Ausfliessen des Füllguts aus dem Bunker (42) nach dem Innern des Ofens 30.

Zum Stoppen und Regeln des Füllgutausflusses aus dem Bunker 4 2 ist ein Dosierschieber 52 in einem sich an den Ausgang des Bunkers 42 anschliessenden Auslaufkanal 54 vorgesehen. Die Stellung dieses Dosierschiebers 52 bestimmt die dem Ofen in der Zeiteinheit zugeführten Materialmengen und demzufolge die benötigte Zeit zum Entleeren eines Bunkers 42 oder zum Absetzen einer vollständigen Füllgutschicht auf dem Schmelzbett des Ofens. Nähere Einzelheiten betreffend die Funktion und die Anordnung dieses Schiebers 52 sind aus der deutschen Patentanmeldung Nr P 23O8454.O zu ersehen.

Vorteilhafterweise werden Mittel zum Bestimmen des Inhaltes des Bunkers 42 vorgesehen, wie z.B. eine Wägevorrichtung für den Bunker 42, wie schematisch durch die Messzellen 48 und 50 angedeutet ist. Natürlich können auch andere Vorrichtungen zum Bestimmen des Bunkerinhaltes vorgesehen werden, wie z.B. an sich bekannte Strahlungssonden. Die von diesen Vorrichtungen gelieferten und die Füllgutmenge im Innern des Bunkers 42 darstellenden Messwerte können zur Betätigung und Steuerung des Dosierschiebers 52, der Zufuhr von Rohmaterial mittels des Transportbandes oder der Verstellung der Schurre 34 dienen, wie des Näheren in der deutschen Patentanmeldung Nr P 23 08 474.4 beschrieben wird.

In Figur 1 sind ausserdem noch schematisch zwei Gasabgangsleitungen 56 und 58 dargestellt. Andere, bei einer solchen Anlage vorhandenen Zubehörteile und Ausrüstungen, wie z.B, Vertikalsonden zum Bestimmen des Schmelzbettniveaus, wurden nicht dargestellt.

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Eine der Besonderheiten der gezeigten Beschickungsvorrichtung besteht in den günstigen Zugangsmöglichkeiten zum Innern des Hochofenkopfes 32 und in der Leichtigkeit, mit welcher die darin montierten Teile demontiert werden können.

Hierzu ist eine normalerweise mit einem Deckel 62 hermetisch abgeschlossene Oeffnung 60 vorgesehen, deren Abmessungen genügend gross sind, um den Speisetrichter 36 und die Schurre 34 hindurchführen zu können.

Zum Herausnehmen des Speisetrichters 3 6 wird zuerst der einfach am Ausgang des trichterförmigen Oberteils 38 eingehängte Kanal 40 herausgezogen und anschliessend dieses Teil 3 8 gelöst, falls es befestigt war; es brauch^ hierauf nur etwas gekippt zu werden um es in die Oeffnung 60 zu bringen. Selbstverständlich geschieht eine solche Demontage mit Hilfe geeigneter Hebezeuge.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist die Schurre 34 schwenkbar an einer in der Seitenwand des Hochofenkopfes 3 2 montierten Gabel 66 aufgehängt. Wie noch näher zu beschreiben sein wird, kann diese Gabel 6 6 sich um ihre Längsachse A drehen, wodurch ein Schwenken der Schurre 34 zwischen den in Vollinien, bzw. in Strichpunktlinien in Figur 1 gezeigten Stellungen hervorgerufen werden kann. Die Montage und die Betätigung der Gabel 66 sind schematisch in den Figuren 3 bis 6 dargestellt. So wie z.B.

aus Figur 3 ersichtlich ist, bildet die Gabel G6 mit einer Hülse 68, welche in an sich be.kannter Weise in einer z.B. mit einer Dichtpackung versehenen Lagerung 70 montiert ist, eine mechanische Einheit. Ausserhalb der Ofenwandung ist an dieser Hülse 68 eine Scheibe 72 befestigt. Wie aus Figur 6 hervorgeht, welche einen Schnitt geniäss der Linie VI-VI der Figur 3 darstellt, steht diese Scheibe 72 in Wirkverbindung mit der Kolbenstange 74 eines Hydraulikzylinders 76. Es muss jedoch betont werden, dass auch eine andere Motorenart, wie ζ .~g. ein Elektromotor zu diesem Zweck verwendet werden könnte.

Wird der Hydraulikzylinder 76 betätigt, so drehen sich die Scheibe 72, die Hülse 68 und die Gabel 66 um ihre gemeinsame Achse A, wodurch eine Schwenkung der Schurre 34 in der Richtung eines der beiden Pfeile in Figur 6 je nach Bewegungsrichtung der Stange 74 hervorgerufen wird.

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In der Bohrung der Hülse 68 ist koaxial zur Achse A ein längsverschieblicher Stössel 78 angeordnet. Das Verschieben des Stössels 78 geschieht mittels eines zweiten Hydraulikzylinders 82 (oder mittels eines anderen geeigneten Motors). Ein Pleuel 80, dessen Extremitäten an der schurrenseitigen Extremität des Stössels, bzw. an der Schurre 34 angelenkt sind, verwandelt die Längsverschiebung des Stössels 78 in eine Schwenkbewegung der Schurre Auf diese Weise wird bei Betätigung des Zylinders 82 entsprechend den verschiedenen in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellten Stellungen, die Schurre 34 ebenfalls in die drei, in diesen Figuren 3, 4 und 5 dargestellten'Stellungen geschwenkt.

Die Figuren 7 bis 9 zeigen Einzelheiten einer vorteilhaften Ausgestaltung der Aufhängung für die Schurre 34. Diese Figuren 7, 8 und 9 sind Darstellungen einer Vorderansicht, bzw. einer Seitenansicht von recht&von Figur 7, bzw. eine Draufsicht auf die Figur 8, und zeigen einen Sattel 64 zur Aufnahme der Schurre 34,so wie dies ebenfalls schematisch in den Figuren 1 und 2 angedeutet ist. Dieser 'Sattel 64 besteht im. wesentlichen aus einem Ring 84, dessen Innendurchmesser etwas grosser als der Äussendurchmesser des röhrenförmigen Teils 34b der Schurre 34 ist, und aus einer Anzahl Klauen 86, 83, 90 und 92, welche mit dem Ring 84 eine mechanische Einheit bilden und sich von diesem aus in axialer und radialer Richtung erstrecken. Die Neigung dieser Klauen in Bezug zur Achse des Ringes 84 entspricht dem Oeffnungswinkel des erweiterten Teils 34a der Schurre, sodass diese mit ihrem röhrenartigen Teil 34b in den Ring 84 hineingeführt v/erden kann und durch die gemeinsame Wirkung der Klauen 86, 88, 90 und 92 und des Rings 84 getragen wird. Dia Schurre 34 hängt also einfach im Sattel 64 und kann auf einfachste Weise mittels eines Hebezeuges aus demselben entfernt und durch die Oeffnung herausgeführt werden, sowie dies mit Bezug auf die Figur i beschrieben wurde.

Zur Gewährleistung eines sicheren Sitzes der Schurre 34 in ihrem Sattel 64 zur Vermeidung einer Drehung um ihre Längsachse, ist der Aussenmantel des erweiterten Schurrenteils mit vier iijangenpaaren versehen, welche mit den Klauen 86, bzw. 88, bzw. 90, bzw. 92 zusammenwirken. Um die Zeichnungen nicht zu überladen,

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wurden nur die in der Stellung nach Figur 7 der Klaue 90 zugeordneten Wangen. 94 und 9 6 mit Referenzzahlen versehen. Um das Einfahren der Schurre 3 4 in ihren Sattel 64 zu erleichtern, ist der untere Abschnitt jedes Wangenpaares 94 und 96 vorzugsweise etwas erweitert ausgeführt und die obere Extremität jeder Klaue leicht verjüngt, wie in Figur 7 zu erkennen ist. Die Fährung der Klauen zwischen den Wangen und ihr seitlicher Halt an diesen Wangen gewährleisten eine einfache Montage und eine sichere Halterung der Schurre 34, sodass diese sich nicht um ihre Längsachse drehen kann.

Die Wandung der Schurre besteht vorzugsweise aus einem Aussenpanzar 98 aus hitzebeständigem Stahl mit einer Innenverkleidung 100 aus einem hochverschleissfesten Material.

Zwai einander gegenüberliegende Klauen 86 und 88 des Sattels 64 sind an den Extremitäten der beiden Schenkel 66a und 66b der Gabel 66 angelenkt (siehe Figuren 7 und 9). Das Pleuel 80 ist ebenfalls in Gestalt einer Gabel ausgeführt, deren beide SoherJval 30a und 30b den Sattel 64 und die Schurre 34 umgreifen. Die SxtreR'icäten der beiden Schenkel 80a und SOb sind am Ring ■·:··_- -angelenkt, während die entgegengesetzte Extremität des Pleuels 30 am Süossel 73 angelenkt ist. Das Drehen der Gabel 6 6 um ihre Längsachse A und das Verschieben des Stössels 78 erzeugt eine Schwenk- oder Kippbewegung des Sattels 64 in zwei zueinander senkrechten Eichtungen, sodass durch geeignete Koordination dieser Bawegarcen eine Verlagerung der unteren Extremität der Schurre 34 vorgewählten Kurven entlang möglich ist.

Entsprechend einem wichtigen Merkmal ist die Gabel 6 6 hohl und ihr Inneres beständig von einem Kühlmittel durchströmt, vrelchss durch sine ir. der Hülse 68 vorgesehene Ader 102 zugeführt

3D wird. Die beständige Zirkulation eines Kühlmittels bis in die Er-rtrem.itätea dar Gabel 66 gewährleistet eine beständige Kühlung dar Drehverbindunger; und ein optimales Funktionieren der Anlage, de. tsä.'v;-ht v;srden iruiss, unter welchen ungünstiger. Bedingungen eine selche i.nläcfe in eins::: Hochofen ^u arbeiten hat. Obschon nicht σ <s es igt,- ist a ? luöcflich,- <sins ähnliche Kür.lmittelzirkuiation durch dsii Stcsseu. '?■:■ und cicis PiÄiei 80 bis ;:u den Extremitäten der üsicLen. ichanksi diasar let^ter~n vorzusehen. In diesem Falle muss allsrdi-a-r, irr Ausgescaltungsbsispiel nach den Figuren 7 bis 9,

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eine dichte Verbindung über das Gelenk zwischen Pleuel 80 und Stössel 78 vorgesehen werden. Eine solche dichte üeberbrückung ist in dem Ausgestaltungsbeipiel nach den Figuren 10 bis 12 überflüssig.
Diejenigen Teile der Figuren 10, 11 und 12, welche mit den entsprechenden Teilen der vorhergehenden Figuren identisch sind, wie die Schurre 34, die Gabel 66 und die Hülse 68 behalten dieselben Referenzzahlen wie in diesen vorhergehenden Figuren. Die Schwenkbewegung der Schurre 34 in einer durch die Achse A gehenden Ebene wird ebenfalls durch einen Stössel 104 hervorgerufen welcher, im Gegensatz zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel, schräg in Bezug zur Achse A angeordnet ist. Die Axialbewegung dieses Stössels 104 wird ebenfalls von einem Hydraulikzylinder 106 erzeugt oder eventuell auch von einem Elektromotor. Die geneigte Lage des Stössels 104 in der Hülse 68 gestattet den Verzicht auf das Pleuel und einen direkten Angriff des Stössels 104 an der Schurre 34 oder, gegebenenfalls, an deren in diesen Figuren nicht gezeigtem Sattel.

Die schurrenseitige Extremität des Stössels 104 ist

.¹O ebenfalls als Gabel mit den beiden Schenkeln 104a und 104b (104b in den Figuren nicht sichtbar) ausgeführt. Das Zusammenwirken der Schurre 3 4 mit dem Schenkel 104a des Stössels 104 wird durch zwei Nocken 108, 110 realisiert, welche an der Schurre angebracht sind und zwischen die ein Finger 112 des Schenkels 104a hineinragt. Bei ^:5 einer axialen Verschiebung des Stössels 104 erzeugt dieser Γα :vjf?r 112 eine Schwenkbewegung der Schurre 34 und nimmt je nach '■."inktlstellung der Schurre (siehe Figuren 10 bis 12) verschiedene Lagen zwischen den beiden Nocken 108 und 110 ein.

Um die Scherkräfte zwischen dem Finger 112 und den Nocken JuS urd 110 möglichst klein zu halten, sind die aneinander liegenden Flächen des Fingers 112 und der Nocken 108 und 110 sämtlich gewölbt, so wie in den Figuren dargestellt, ausgeführt. Die Verbindung :·'.■:i sehen der Schurre und dem anderen Schenkel 104b des Stössels -C<3 j st in identischer Weise ausgeführt. Es ist selbstverständlich, .:3sh bei Verwendung eines Sattels als Support für die Schurre die 'docken 108 und 110 am Ring dieses Sattels vorzusehen wären.

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- Die Anordnung des Stössels 104 entsprechend den Figuren 10 bis 12 ermöglicht es, auf einfache Weise eine Kühlmittelzirkulation im Innern des Stössels bis zum Bereich des Fingers 112 vorzusehen und dort für eine Kühlung der reibenden Flächen zu sorgen mit entsprechender Verschleissminderung. Eine solche Kühlung verbessert ebenfalls die mechanische Festigkeit der am höchsten beanspruchten Teile, wie z.B. der Gabel 66.

Mit Bezug auf die Figuren 13 bis 18 wird nunmehr das Verfahren und der Beschickungsvorgang mittels einem Bestreichen des Ofenquerschnitts mit der Schurre 34 näher beschrieben. Wenn beispielsweise die beiden Stellmechanismen abwechselnd nacheinander und mit jeweils der gleichen Amplitude betätigt werden, so erzeugt die Schurrenbewegung eine pyramidenförmige Oberfläche, welche quadratisch ist, wenn die von der Gabel 66 und dem Stössel 78 oder 104 hervorgerufenen Schwenkwinkel gleich sind, und rechteckig, wenn diese Winkel nicht gleich sind. In Figur 15 ist eine horizontale Projektion, z.B. auf die Oberfläche 116 des Schmelzbettes eines Ofens mit rechteckigen Wandungen 114, einer solchen Schurrenbewegung dargestellt. Verschiedene Stellungen der Schurre sind schematisch dargestellt und mit den Buchstaben C,E, D, F bezeichnet, während eine Strichpunktlinie 118 die horizontale Projektion der von der unteren Extremität der Schurrenachse beschriebenen Kurve wiedergibt. Die Projektionsebene wurde auch mittels eines Koordinatorsystems mit den Achsen X und Y und deren auf der vertikalen Achse des Ofens liegenden Schnittpunkt 0 eingeteilt.

Wie aus dem Verlauf der Linie 118 hervorgeht, ist die Horizontalprojektion der Bahn der unteren Schurrenextremität nicht gradlinig, sondern leicht gekrümmt, sodass die untere Extremität der Schurre sich im Bereich der vier Ecken von der Ofenwand 114 entfernt. Figur 13 zeigt die Stellungen C und D der Schurre gemäss einem Vertikalschnitt durch die Schnittebene VIII-VIII der Figur 15. Die untere Extremität der Schurre befindet sich in der Stellung C näher an der Schmelzbettoberfläche als in der Stellung D. Dies tritt noch deutlicher in Erscheinung beim Vergleich der Stellung F mit der Stellung E der Schurre in Figur 14, welche ein Schnitt entlang der Schnittebene XIV-XIV in Figur 15 ist.

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Würde der Auftreffpunkt des Füllgutes sich genau in der Verlängerung der Schurre befinden, so würde das Absetzen des Füllgutes nach einer genau rechteckigen Kurve erfolgen, wenn die Schurre bei ihrer Bewegung eine pyramidenförmige Fläche erzeugt.

Dies ist jedoch nicht der Fall, da das Füllgut vom Austritt aus der Schurre an eine Parabel beschreibt. Der Unterschied zwischen dem anvisierten Auftreffpunkt und dem tatsächlichen ist umso grosser, als die Entfernung zwischen der Schurrenextremität und dem Niveau 116 grosser ist. Die Figur 16 zeigt die Schurre in einer Diagonalstellung G, entsprechend z.B. einer Ansicht der halben Schnittebene XVI in Figur 15. In dieser Stellung, sowie auch in den anderen Diagonalstellungen, wia z.B. den Stellungen D und F, ist die Höhe der unteren Schurrenextremität über dem Schmelzbett maximal für eine gegebene Kurve, z.B. die Kurve 116, und die Abweichung des tatsächlichen Auftreffpunktes vom anvisierten aus diesem Grund am grössten. Nähert, sich hingegen die untere Schurrenextremität der Schrrtelirbettcberflache 115, wie 2.B. in Stellung E , so nähert sich der tatsächliche Auftreffpunkt des Füllgutes dem anvisierten.

Die Figur 17 zeigt ein Diagramm in dar Art desjenigen nach Figur 15 mit der Horlzortalprojsktion 118 dar von der unteren Schurrenextremität beschriebenen Bahn. Beim Beschickungsvorgang wird das Füllgut entlang einer Bahn 120 abgesetzt, wenn die untere Schurrenextremität die Bahn 118 beschreibt. Auf Grund der parabolförmigen Fallkurve des Füllgutes ab der unteren Schurrenextremität ist die Bahn 120 nicht gradlinig, sondern entfernt sich etwas von der Ofenwand 114 je i^ehr man sich den vier Ecken des Ofens nähert. Es sei jedoch bemerkt, dass die Krümmung der Linie 120 schwächer ist als liejenigs der Linie 118. Dies beruht auf dem Umstand dass die Lini.e IiS nur die Projektion der von der unteren Schurrenextremität bÄBch::iebsiiön Bahn darstelle. Man kann auf diese Weise die ganze Oberfläche 116 des Schreieizbetts bestreichen, indem man die Schurre konzentrische, rechteckige Bahnen beschreiben lässt. Es ist son-.it möglich eine, gleichraässige Schicht abzusetzen, welche allerdings im Bereich der vier Ecken etwas abfällt.

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Gbschcn dieses Beschickungsverfahren in den meisten Fällen eine befriedigende Verteilung des Füllgutes durchzuführen gestattet, so kanu doch die Einrichtung dahingehend abgeändert werden, dass über con gesamten Querschnitt des Ofens eine gleichförmige und horizontale Schicht abgesetzt wird. Die Figur 18 zeigt wiederum die scheinatische Ansicht eines Querschnitts durch einen Ofen 114 nit rechteckigen Wänden. Die Linie 122 versinnbildlicht eine einwandfreie rechteckige und gradlinig entlang den vier Seiten verlaufende Auftreffbahn des Füllgutes. Um eine solche Füllgutablage rr-it der oben beschriebenen Verstellbewegung der Schurre zu erzielen, muss die Bahn der Schurre dahingehend korrigiert -«'erden, dass die untere Schurrenextremität die in Projektion gezeigte Bahn 124 anstatt der Bahn 118 beschreibt. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die Schurre von den Achsen X und Y ausgehend bei der Annäherung an die Ofenecken zunehmend angehoben .'D-rcen HiUSS= 3ei einer seichen Schurrenbewegung werden die vier Flacher ;Iar ντ·η da;: Schurre beschriebenen pyramidenförmigen Fläche 5t"vdi^! konkav . -ie vier Kanten der Pyramide also "schärfer".

Die 7iguc 19 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung

2( duisur Korrektur, Dar Schurrer.steiiraechanismus der Figur 19a entspricht in: übrigen derjenigen nach Figur 3. Dein Steilmechanismus für die Schurre 3i ist jedoch jetzt eine mechanische Korrekturvorrichtu:-:: 1.1,5 zugeordnet. Diese Vorrichtung 126 besteht im ,v*e s ant liehen au^ c;-;ei,- auf einer mit dem Kolben des Hydraulik-πν1ϊ:;ά3Γ3 32 ein?. Einheit bildenden Stange 130 montierten Rollen 123ΐ. unu 128b, ieids^icig der Rolle 12Sa und 128b sind zwei Nocken 132 und 134 vergesehen/ ,veiche auf an der Ofenwand befestigten aohier.a'i i.3 6, 13S rentiert sind. Der Nocken 132, welcher zwischen 5ei: P.c-ll-s:: und äsm Hydraulikzylinder 8 2 angeordnet ist, muss natürlich hohl pein us der Stange 130 einen Durchgang zu geben. I;? ist uu Ir^ΐ.:*ΐ£35 vereinfachter Lagerhaltung und Austauschbarkeit jerO-h "cirteilh^ft,- dia beider. liccken 132 und 134 gleich auszuführen.- ^lsc- :,ο'.:-Ι, Πι den Rollen 12Sa und 128b zugekehrten J¹ISsIiSn dir :."■.:.v;.?-r. '.."-',. ;.::i-. 134 haben auf ihrem Umfang Erhebungen "Sick "^srtiafi'uu^u* Tn jtc^ur 1^*:. welche eiue Abwickelung des Dockens 132 d-ir^t-.2r.;.t_. Lz~ ~Λ-βΖ'~~: Vsrtauf der LJlachen gezeigt. In diese

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³³

Figur 19b ist ebenfalls eine 128a der beiden Rollen gezeigt, welche auf der Fläche dieses Nockens 132 abberuht.

Soll eine rechteckförmige Fläche, wie sie z.B. in den Figuren 17 und 18 dargestellt ist, bestrichen werden, so wird die Schurre in Bezug zu dieser Rechteckfläche vorzugsweise so angeordnet, dass die Bewegungen des Stössels 78 und des Pleuels 80 die untere Schurrenextremität parallel zu den kurzen Rechteckseiten verlagern und die Schwenkung der Gabel diese untere Schurrenextremität parallel zu den langen Rechteckseiten des Ofenquerschnitts, oder anders ausgedrückt und mit Bezug auf die Figuren 17 und 18 soll die Gabel die Schurre in Richtung der Abzisse X schwenken und der Stössel in Richtung der Ordinate Y. Wenn gemäss dieser Anordnung Füllgut entlang der langen Rechteckseite abgesetzt wird, so verbleibt der Stössel 78 in einer seiner Extremstellungen, während die Gabel 66 mit Hilfe ihres (nicht in Figur 19a gezeigten) Hydraulikzylinders geschwenkt wird. Die beiden Nocken 132 und 134 sind solcherart auf den beiden Schienen 136 und 138 angeordnet unS befestigt, dass in jeder der beiden Endstellungen des Hydraulikzylinders 82 und des Stösseis 78 die Rollen 128a und 128b mit den Nocken 132, bzw. 134 in Kontakt sind, je nach dem ob Füllgut entlang der einen langen Seite des Rechtecks oder entlang der anderen abgesetzt v/erden soll. Bei vorgenannter Bewegung wäre ohne das Vorhandensein der Nocken die axiale Stellung der Rollen 128a und 128b immer die gleiche, während j ihre Winkelstellung sich mit den Schwenkbewegungen der Gabel 66 ändert. Bei diesen Schwenkbewegungen der Gabel 6 6 in den Endstellungen des Hydraulikzylinders 82 wälzen jedoch die Rollen 128a und 128b sich auf dei mit Erhebungen versehenen Stirnfläche der Nocken, z.B. des Nockens 132, ab (siehe Figur 19b), wobei sie entsprechend den Erhebungen auf diesem Nocken 13 2 axial verschoben •.verden. Dieser Nocken 13 2 wird solcherart ausgestaltet und angeordnet, dass die in Figur 18 angedeutete Bahnkorrektur realisiert 'A'ird, d.h. dass im Bereich der Schmelzbettecken die Rollen sich in den Vertiefungen des Nockens 132 befinden und beim Beschicken des zentralen Bereiches des Schmelzbetts auf den Erhebungen des Nockens 32,wodurch die Rollen und damit der Stössel 78 in Figur 19 nach

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rechts verschoben werden. Die Funktionsweise ist analog beim Zusammenwirken der Rollen. 128a und 128b mit dem Nocken 134, d.h. wenn die Schurre entlang der gegenüberliegenden langen Rechteckseite geschwenkt wird. Durch die Adjustierbarkeit der Nockenstellung auf den Schienen 136 und 138 ist eine Anpassung der Korrekturvorrichtung an die Breite des Ofenquerschnitts möglich.

Der in der Figur 19 vorgeschlagene mechanische Korrekturmechanismus ermöglicht also die Adjustierung der Schurrenbahn entsprechend der Darstellung nach Figur 18 entlang den beiden langen Rechteckseiten für die beiden äusseren Schwenkbahnen der Schurre. Die Vorrichtung ermöglicht also nur eine Korrektur der Schwenkbahnen entlang den langen Ofenseitenwänden. Nichtsdestoweniger ist die vorgeschlagene Korrektur in den meisten Fällen ausreichend, da bei den Schurrenschwenkbewegungen entlang den kurzen Rechteckseiten der Unterschied zwischen dem anvisierten und dem tatsächlichen Auftreffpunkt des Füllgutes kleiner ist, sodass hier auf eine Korrektur verzichtet werden kann. Dies gilt in ähnlicher Weise für die weiter innen liegenden Schwenkbahnen der Schurre, wo die vorzunehmenden Bahnkorrekturen mit zunehmender Annäherung an die Ofenmitte 0 immer weniger notwendig werden. Es muss noch betont werden, dass die Notwendigkeit einer Korrektur der Schurrenschwenkbahn Funktion der gewählten Füllgut-Absetzkurve und des Beschickungsverfahrens ist, wie noch weiter unten näher zu beschreiben sein wird.

In den Figuren 20 bis 22 wird eine weitere Ausgestaltung eines Korrekturmechanxsmus für die Schurrenbahn vorgeschlagen, mit welcher Korrekturen in sämtlichen Winkelstellungen der Schurre vorgenommen werden können, sodass es möglich wird, das Füllgut genau entlang vorgewählten theoretischen Kurven abzusetzen.

Die Figur 20 zeigt wiederum eine teilweise der Figur entsprechende Darstellung, mit dem Hydraulikzylinder 82, der Hülse 68 zum Schwenken der Gabel 66 und der mit dieser Hülse eine Einheit bildenden Scheibe 72. Der Korrekturmechanismus nach Figur 20 ist eine elektro-mechanische Servoeinrichtung für die Stellung des Kolbens im Hydraulikzylinder 82. Zu diesem Zweck bildet eine Stange 140 mit dem Kolben des Hydraulikzylinders eine Einheit und wird

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demzufolge gleichzeitig mit dem in Figur 20 nicht dargestellten Stössel verschoben, wenn die Schurre parallel zur Y-Achse in Figur 18 geschwenkt wird. Die Extremität dieses Plungers ragt in das Innere einer Induktionsspule 142 hinein, welche letztere dauernd ein Signal erzeugt, welches Funktion der Stellung des Plungers 140 und folglich der Winkelstellung der Schurre in einer zur X-Achse senkrechten Ebene ist. Diese Signale werden einem Datenverarbeitungsgerät zugeführt in welchem Signale gespeichert sind entsprechend Nennstellungen, d.h. theoretisch, z.B.

mittels eines Komputers errechnete Winkelstellungen der Schurre, bei welchen die Auftreffpunkte des Füllguts einer optimalen und vorgewählten Verteilung entsprechen. Das Datenverarbeitungsgerät vergleicht das in der Spule 142 induzierte Signal mit dem gespeicherten, dem Nennwert entsprechenden Signal und sobald das Resultat dieses Vergleichs null ist, wird der Hydraulikzylinder automatisch in dieser Stellung angehalten, während die vom di_ Hülse 68 beaufschlagenden Hydraulikzylinder erzeugte Schwenkbewegung der Schurre weitergehen kann. Die Figuren 21 und 22 zeigen, aus verschiedenen Blickrichtungen, eine Servovorrichtung analog derjenigen nach Figur 20, jedoch hier dem Hydraulikzylinder 76 zum Betätigen der Gabel 66 zugeordnet. Eine Induktionsspule 146 gibt dauernd Signale ab entsprechend der Kolbenstellung des Hydraulikzylinders 76 und der von der Gabel 66 herbeigeführten Winkelstellung der Schurre. Diese in der Spule 146 induzierten Signale werden im Datenverarbeitungsgerät ebenfalls mit in letzterem gespeicherten theoretischen Nennwerten verglichen, wobei die Bewegung des Hydraulikzylinders 76 automatisch angehalten wird, wenn seine Stellung der durch diese gespeicherten Signale gegebenen Optimalstellung entspricht.

Auf diese Weise kann also ein Bewegungsprogramm für jede beliebige Art von Beschickungsschema erstellt werden,·wie dies mit Bezug auf die folgenden Figuren noch näher erklärt werden wird, indem auf elektronischem Wege die optimalen Winkelstellungen der Schurre errechnet werden und mittels der Kombination der beiden Servovorrxchtungen nach den Figuren 20 und 21 eine automatische Bewegungssteuerung der Schurre durchgeführt wird, welche den

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Korrekturen Rechnung trägt, die zur Kompensation von Beschickungsunregelmässigkeiten notwendig sind, ünregelmässigkeiten,herrührend

von den unterschiedlichen Pallbahnen, die das Füllgut im freien Fall zwischen der unteren Schurrenextremität und der Schmelzbettoberfläche zurücklegt.

Die Figuren 23 bis 2 6 zeigen verschiedene Beschickungsschemas. Die Figur 23 zeigt ein Schema zum Absetzen einer gleichmassigen Füllgutschicht indem das Gut im Zickzack, entlang transversalen Wellenzügen abgesetzt wird. Hierfür wird die Schurre zuerst in eine Winkelstellung gebracht, die dem Absetzen von Füllgut in einer der vier Ecken entspricht, z.B. im Punkt H. Dann werden nacheinander und abwechselnd die beiden Schurrenantriebszylinder betätigt in der Weise, dass die Schurre die in Figur dargestellte Bahn im Sinne der Pfeile durchläuft. Erreicht der Schurrenauslauf auf diese Weise die Ofenmitte nachdem auf der einen Schmelzbetthälfte die Füllgutschicht abgesetzt wurde, so könnte die Schurrenbewegung weitergeführt werden um eine identische Schicht auf der anderen Schmelzbetthälfte abzusetzen. Es ist jedoch, wie in diesem Fachbereich bekannt ist, vorzuziehen, die Beschickung von aussen nach innen vorzunehmen. Deshalb wird vorteilhafterweise bei der Ankuft des Schurrenauslaufs in der Mitte der Dosierschieber 52 (siehe Figur 1) geschlossen und die Schurre in die Ecke K geschwenkt, von wo aus der Beschickungsvorgang wieder aufgenommen wird und das Füllgut im Sinne der Pfeile von aussen nach der Ofenmitte zu abgesetzt wird.

Beim Beschickungsschema nach der Figur 23 genügt die mechanische Korrekturvorrichtung nach Figur 19, da die Korrektur der Schurrenstellung jedes Mal dann wirksam ist, wenn die Schurre die Wegstücke entlang den beiden langen Ofenseiten beschreibt. In Figur 24 wird ein in der Figur 23 entsprechendes Beschickungsschema vorgeschlagen mit dem Unterschied, dass das Füllgut streifenförmig im Längssinn des Schmelzbetts abgesetzt wird. Der Beschickungsvorgang beginnt im Punkt M im Sinne der Pfeile bis zur Mitte, dort wird der Schieber 52 geschlossen, der Schurrenauslauf von Punkt 0 nach Punkt N gebracht und nach dem Oeffnen des Schiebers 52 der Beschickungsvorgang weitergeführt

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idem der Schurrenauslauf entlang der gezeigten Bahn von N nach O geführt wird.

-ο
Gemäss einem vorteilhaften Beschickungsschema werden

die verschiedenen Schichten nacheinander und abwechselnd ent-

5. sprechend den Konfigurationen nach den Figuren 23 und 24 abgesetzt. Dieses Verfahren kann sich als sehr nützlich erweisen wenn das Beschickungsgut sehr unterschiedlich zusammengesetzt ist oder zum Erzielen einer günstigen Verteilung in Funktion der granulometrisehen Eigenschaften, wie z.B. der groben Körnungen und der kleinen Körnungen. In Figur 25 ist die Ablage einer peripheren Füllgutschicht auf der Oberfläche des Schmelzbettes gezeigt, bei welcher der Schurrenauslauf, vom Punkt L ausgehend, eine rechteckige Schleife beschreibt. Ist der Schurrenauslauf wieder am Punkt L angekommen, so gibt es verschiedene Möglichkeiten zur Weiterführung der Beschickung im Innern dieser peripheren Schleife. Man kann z.B. den Schurrenauslauf etwas nach der Ofenmitte zu verlagern und von diesem Punkt aus eine neue rechteckige Schleife innerhalb der vorhergehenden absetzen und so fort, bis eine ganze Schicht abgesetzt ist. Man kann auch innerhalb einer schon gelegten rechteckigen Schleife die Beschickung fortsetzen, indem eines der in den Figuren 23 oder 24 gezeigten Schemas verfolgt wird. Es ist auch möglich in vorgewählten Intervallen, z.B. nach jeder vierten Schicht, nur einen peripheren Streifen gemäss Figur 25 abzusetzen, um eine periphere Ueberhitzung zu vermeiden.

Die Figur 2 6 zeigt ein Beschickungsschema nach welchem die Beschickung im Punkt P beginnt und der Schurrenauslauf dann kontinuierlich im Sinne der Pfeile, bis zur schliesslichen Ankunft in der Ofenmitte verlagert wird, sodass eine Konfiguration entsteht, welche man rechteckige "Spirale" nennen könnte, Es ist möglich andere Beschickungsschemas als die in den Figuren 23 bis 26 gezeigten zu wählen, da diese illustrationsweise gezeigten Schemas nur einen Ueberblick über die vielfältigen, durch die vorgeschlagene Beschickungsvorrichtung gebotenen Möglichkeiten zu geben. Der Fachmann wird in dem jeweils gegebenen Fall ein Beschickungsschema £ir das Absetzen des Füllguts wählen, welches die Erzielung einer optimalen Verteilung auf Grund der verschiedenen

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in Betracht zu ziehenden Parameter ermöglicht.

Die Konfigurationen der Figuren 23 bis 26 sind ebenfalls gültig, oder ermöglichen durch Analogie die Erstellung von Beschickungsprogrammen, für Oefen mit anderen Querschnittsformen als den gezeigten, seien sie polygonal oder gekrümmt.

Für jedes der Beschickungsschemas nach den Figuren 23 bis 26, oder anderen, wird der Anfang und das Ende der Schurrenbewegung programmiert sowie der Zeitpunkt des Oeffnens und des Schliessens des Schiebers 52 zwecks Berücksichtigung der Fallzeit des Füllgutes zwischen dem Schieber 52 und der Schmelzbettoberfläche. Anders ausgedrückt beginnt die Schurrenbewegung erst eine bestimmte Zeit nach dem Oeffnen des Schiebers 52, und dieser wiederum wird eine gewisse Zeit vor dem Anhalten der Schurre in einer bestimmten Stellung geschlossen, damit keine Unterbrechungen in der Beschickung entstehen oder doppelte Schichten abgesetzt werden.

Bei der Anwendung der vorgeschlagenen Beschickungsvorrichtung kann nur ein Füllbunker, wie derjenige in Figur 1 bei 42 gezeigte, oder zwei solcher Bunker vorgesehen werden in Abhängigkeit vom Ofentyp oder von seiner Verwendungs- und Funktionsweise.

Im Falle eines Hochofens z.B. können zwei nebeneinander liegende Bunker vorgesehen werden, welche abwechselnd operativ sind, so wie dies des näheren in vorerwähnten Patentanmeldungen beschrieben wird.

Andererseits hat man es im Anwendungsfall, auf welchen die vorstehenden Ausführungen Bezug nehmen, mit hochexplosiven Gasen zu tun und Sicherheitsüberlegungen oder -Vorschriften verlangen, bzw. fordern ein im allgemeinen aus einem inerten Gas bestehendes Puffermilieu zwischen der Atmosphäre und dem Ofeninnern. Um diesen Forderungen bei der Anlage nach Figur 1 Rechnung zu tragen, kann ein Doppelbunkersystem vorgesehen werden, indem oberhalt des Bunkers 42 ein zweiter, ebenfalls mit oberen und unteren Dichtklappen versehener montiert wird. In diesem Fall wird das Puffermilieu entweder der untere Bunker 42 sein, oder aber der obere je nachdem ob dieser letztere offen oder geschlossen ist.

Die vorstehend vorgeschlagene Ausgestaltung mit einem Doppe!bunkersystem in Tandemanordnung bietet desweiteren den Vorteil dass eine grössere Flexibilität beim Beschickungsprozess gegeben ist.

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^ullgut ermoglii

Da der obere Bunker eine Zwischenlagerung von Füllgut ermöglicht, kann der untere Bunker schneller entleert werden, wodurch der Beschickungsprozess beschleunigt werden kann. Desweiteren kann während dem Entleeren des unteren Bunkers der obere aufgefüllt werden, wodurch die Arbeitsfrequenz der Transportmittel zum Heranführen des Füllgutes an den Ofenkopf erhöht wird, und diese Transportmittel in Grosse und Leistungsfähigkeit kleiner gehalten werden können.

Eine andere Möglichkeit zur Schaffung eines Puffermilieus ist durch die Anwendung einer an sich bekannten gegeben, welche in der deutschen Patentanmeldung Nr P 23 45 700.3, betreffend ein Verfahren und eine Säuberungs- und Kühlvorrichtung für die unteren, in Figur 1 mit 46 bezeichneten Dichtklappen, vorgeschlagen wird. Indem in den Klappensitzen eine Zirkulation von inertem und gekühltem Gas mit etwas höherem als im Ofeninnern herschenden Druck vorgesehen wird, wird ein Puffermilieu geschaffen, welches obengenannten Sicherheitsnormen genügt. Genannte Patentanmeldung bietet demzufolge ein einfaches und vorteilhaftes Mittel zum Ueberwinden der Probleme, welche sich bei diesem besonderen Ofentyp durch die Explosivität der Gase stellen.

Zum Abschluss scheint es angezeigt, nochmals die wesentlichen, durch die beschriebene Beschickungsvorrichtung und zugehörigen Verfahren gegebenen Vorteile zusammen zu fassen. Die einfache und einseitige Aufhängung der Schurre ermöglicht eine Demontage "en bloc" sowohl des Schurrenstellmechanismus als auch der Schurre selbst und deren Zubehörteile. Diese Vereinfachung und Schnelligkeit der Schurrendemontage ermöglicht eine wesentliche Verringerung der Ofenstillstandszeiten beim Ersetzen defekter Teile, wodurch die Rentabilität des Ofens verbessert wird.

Die Aufhängung der Schurre in der Art eines Universalgelenkes und die Möglichkeit, sie um zwei zueinander senkrechte Achsen zu schwenken, erlaubt einfache und genaue Schurrenbewegungen und gestattet gleichzeitig das Erstellen eines optimalen Beschickungsschemas für den Ofen. Der Umstand, dass ein Punkt der Schurre, nämlich der Schnittpunkt der beiden Schwenkachsen immer unbeweglich im Raum liegt·, ist eine wesentliche Besonderheit der vorgeschlagenen Einrichtung. Diese Besonderheit gibt es z.B. nicht

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in der deutschen Patentanmeldung 2 104 116, nach welcher die beiden Schwenkachsen sich nicht schneiden, wodurch eine sehr komplexe Bewegung der Schurre entsteht auf Grund des Nichtvorhandenseins eines festen Schwenkpunktes.

Die verschiedenen, mit Bezug auf die Figuren 19 bis 22 beschriebenen Vorrichtungen für eine automatische Steuerung, sowie auch die verschiedenen Beschickungsschemas, wovon einige in den Figuren 23 bis 26 gezeigt werden, ermöglichen die Anpassung der Vorrichtung und des Arbeitsverfahrens an gegebene Parameter und an auferlegte oder selbstgestellte Kriterien. Wenn es sich z.B.

darum handelt, zwecks Gewährleistung eines optimalen Gasdurchgangs gleichförmige und regelmässige Füllgutschichten mit konstanter Dicke über dem ganzen Ofenquerschnitt abzusetzen, so wird man vorteilhafterweise die Servo-und Steuervorrichtung nach den Figuren 20 bis 22 vorsehen. Sind hingegen die Anforderungen betreffs Regelmässigkeit und Gleichförmigkeit der Füllgutablage weniger anspruchsvoll, so kann man sich mit dem einfacheren Hechanismus nach Figur 19 begnügen, oder eventuell mit einer Kombination dieses letzteren mit demjenigen nach Figur 21.

Es muss auch noch betont werden, dass das Konzept des Aufhängungs- und Antriebsmechanismus der Schurre einen Kühlkreislauf mittels Inertgas durch diese Mechanismen und bis zu deren Extremitäten vorzusehen ermöglicht und damit eine Kühlung der Reibflächen und eine zuverlässige und dauerhafte Funktion. Diese Kühlung vergrössert darüberhinaus die Widerstandsfähigkeit der Teile,welche mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind und ermöglicht die Verwendung billigerer Werkstoffe und/oder eine leichtere Konstruktion.

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Claims (26)

Patentansprüche

1. Beschickungsvorrichtung für Schachtofen, begreifend eine Verteilerschurre (34) mit in Bezug zur Achse des Ofens (30) adjustierbarer Winkelstellung, eine Universalgelenk-Aufhängung mittels derer diese Schurre (34) im Mittelteil des Hochofenkopfes

(32) aufgehängt ist, oberhalb der Schurre einen Speisetrichter (3 6) sowie mindestens eilten, als Schleus*-, fungierender Zwischenfüllbunker (4 2) für das Füllgut, und ein^n Stellmechanismus zum Schwenken der Schurre (34) um zv/ei orthogonale Achsen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schurre (34) einseitig an ihrer oberen Extremität zwischen den zwei Schenkeln (66a, 66b) einer einzigen, demontierbar in einer ersten Oeffnung der Seitenwand des Hochofenkopfes (3 2) gelagerten Gabel (66) schwenkbar aufgehängt ist, dass der Stellmechanismus erste Mittel zum Drehen der Gabel (66) um ihre mittig zwischen ihren beiden Schenkeln {66a, 66b) verlaufende Längsachse (A)aufweist, sowie zweite, von den ersten unabhängige Mittel, um die Schurre (34) um eine zu genannter Gabellängsachse (A )orthogonale Achse zu schwenken., und dass der Stellmechanismus sowie die Schurre (34) und ihre Aufhängung demontierbar sind, wobei der Stellmechanismus und die Schurrenaufhängung gemeinsam als Ganzes durch genannte seitliche Oeffnung entfernt werden können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schwenkachsen der Schurre (34) senkrecht zueinander stehen und dass ihr Schnittpunkt ein fester Punkt auf der vertikalen Achse des Ofens(30) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schurre (34) aus einem unteren, röhrenförmigen, und aus einem oberen, sich in Bezug zur Schurrenlängsachse erweiternden Teil besteht.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schurre (34) einen äusseren Mantel aus hitzebeständigem Stahl und eine Innenverkleidung aus einem hoch verschleissfesten Werkstoff aufweist.

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5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speisetrichter (3 6) aus einem trichterförmigen Oberteil (38) und einem vertikalen Speisekanal (40) besteht, welch letzterer am Ausgang des Oberteils (38) angobracht ist und mit seinem unteren Ende etwas in den sich erweiternden Teil der Schurre (34) hineinragt, ohne diese jedoch zu berühren.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Speisekanal (40) mittels einer peripheren Schulter am Ausgang des trichterförmigen Oberteils (38) ohne jegliche weitere Befestigung gehalten ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Speisekanal (40) um einen bestimmten Betrag nach oben in das Oberteil (38) hineinragt, · damit sich in diesem oberen Teil (38) ein Puffer aus Füllgut bilden kann.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Hochofenkopfes (3 2) mit einer zweiten Oeffnung (60) versehen ist, deren örtliche An-Ordnung in der Weise gewählt ist, dass der Speisetrichter (3 6) und die Schurre (34) durch diese Oeffnung (60) zugänglich sind, und dass die Abmessungen dieser Oeffnung (60) gross genug sind, um den Speise trichter (3 6), den Speisekanal (40) und die Schurre (3 4) in dieser Reihenfolge durch diese Oeffnung herausführen zu können.

9. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gehet) nza i 'haeL, dass die ersten Stellmittel einen Motor begreifen zum Drehen einer mit der Gabel (6b) eine mechanische Einheit bildenden

- zylindri3chonHul.se (63) um deren Längsachse (A), wobei die Hül<;j (n (68) beweglich und druckdicht in der Seitenwand des iRjchufi:iii:opLt: (3 2) gelagert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekonntelchneL, dass die zweiten Stellmittel einen im Innern der Hülse (68)
befindlichen Stössel (78, 104) begreifen, welcher mittels; eines ausserhalb der Hülse (68) angebrachten Motors entlang seiner Längsachse verschoben werden kann, wobei der Motor und der
Stössel (78, 104) die Drehbewegungen der Hülse (68) um ihre
Längsachse (Ajmitausfuhren.

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11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Motoren Hydraulikzylinder (76, 82, 106) sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel (78) koaxial zur Hülse (68) angeordnet und mit der Schurre (34) mittels eines gabelförmigen Pleuels (80) verbunden ist, welches von der Achse (A) des Stössels (78) abgewinkelt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet/ dass der Stössel (104) in einem bestimmten Winkel zur Längsachse(A)der Hülse (68) verläuft und dass sein schurrenseitiges Ende gabelförmig ausgebildet ist und die beiden Schenkel (104a, 104b) dieser Gabel an der Schurre (34) angelenkt sind.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch 15· gekennzeichnet, dass die Schurre (34) einen Sattel (64) begreift, bestehend aus einem Ring (84) dessen Innendurciimesser etwas grosser als der Aussendurchmesser des röhrenförmigen Teils der Schurre (34) ist, und aus einer Anzahl mit dem Ring (84) eine mechanische Einheit bildendeiKlauen (86, 88, 90, 92), welche sich axial und radial solcherart von diesem Ring (84) hinweg erstrecken, dass sie sich an den oberen, sich erweiternden Teil der Schurre (3 4) anschmiegen, dass zwei sich diametral gegenüber liegende Klauen (86, 88) der Klauen (86, 88, 90, 92) an den Extremitäten der beiden Schenkel (66a, 66b) der Aufhängungsgabel

(66) der Schurre (34) angelenkt sind,und dass der Ring (84) an zwei sich diametral gegenüber liegenden Stellen, welche der Lage der angelenkten Klauen (86, 88) entsprechen, an der schurrenseitigen Extremität des Stössels (104) oder des Pleuels (80) angelenkt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenmantel des sich erweiternden Teils der Schurre (34) mit Führungen versehen ist, welche mit den Klauen (86, 88, 90, 92) des Sattels (64) zusammenwirken um ein Verdrehen der Schurre (3 4) zu verhindern und ihren sicheren Sitz im Sattel 5 (64) zu gewährleisten. ·

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16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass.jede Führung aus zwei Wangen (94, 96) besteht, welche in der Arbeitsstellung der Schurre (34) die ihnen zugeordneten Klauen (86, 88, 90, 92) des Sattels (64) seitlich umfassen, und dass die untere Extremität jedes Wangenpaares (94, 96) erweitert ausgeführt ist und die obere Extremität jeder Klaue (86, 88, 90, 92) verjüngt.

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet , dass die gelenkige Verbindung zwischen den Extremitäten der beiden Schenkel(104a, 104b)des Stössels

(104) und der Schurre (34), bzw. dem Ring (84) des Sattels (64), mittels zweier Nockenpaare (108, 110) realisiert ist, welche letztere mit Fingern zusammenwirken, welche an den Extremitäten der beiden Schenkel (104a, 104b) des Stössels (104) angebracht sind und zwischen die Nocken hineinragen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die beaufschlagten Flächen der Nocken (108, 110) und der Finger (112) entgegengesetzt gewölbt sind.

19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 8 bis 18,

gekennzeichnet durch im Innern des Aufhänge- und Stellmechanismus vorgesehene Leitungen, insbesondere in der Hülse (68) und der Gabel (66) einerseits und dem Stössel (78, 104) andererseits, welche an einen Kühlkreislauf angeschlossen sind.

20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, gekennzeichnet durch eine mechanische Servovorrichtung (12 6) für die Stellung des dem Stössel (78) zugeordneten Motors (82) und durch zwei auf einer mit dem Stössel (78) eine mechanische Einheit bildenden Stange (130) montierte Rollen (128a, 128b), welche in den beiden Endstellungen des Stössels (78) mit zwei Nocken (132, 13 4) zusammenwirken, welche auf gegenüberliegenden Seiten der beiden Rollen (128a, -*128b) angeordnet sind und deren Kurven in der Weise verlaufen, dass die Stellung des Stössels (78) in bestimmten Winkelstellungen der Schurre (34) Korrekturen erfährt gegenüber den Stellungen, welche dem Stössel von seinem Motor (82) vermittelt werden.

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21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nocken (132, 134) auf Schienen (136, 138) montiert sind, und dass ihre Stellung auf diesen Schienen und gegenüber den Rollen (128a,128b) justierbar ist.

22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der eine und/oder der andere Motor (76,82) des Stellmechanismus in einem elektromechanischen Regelkreis liegt, begreifend eine Induktionsspule (142) innerhalb welcher ein die Stellung des Motors (76, 82) reproduzierender Plunger längsverschieblich untergebracht ist und ein der Stellung dieses Motors (76, 82) proportionales Ausgangssignal liefert, und einen Vergleicherkreis zum Vergleichen dieses Signals mit im Apparat gespeicherten und Idealstellungen der Schurre entsprechenden Nennsignalen und zum Abstellen des Motors (76, 82), wenn die Differenz zwischen den Ausgangssignalen und den Nennsignalen null ist.

23. Vorrichtung* nach den Ansprüchen 1 bis 22, gekennzeichnet durch einen Dosierschieber (52) zum Regeln oder zum unterbrechen des Zulaufs vom oder von den Zwischenfüllbunkern

(42) .

24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine Dosiervorrichtung zum Bestimmen des Inhaltes des oder der Füllbunker (42) und zum Steuern des Dosierschiebers

(52) und der Schurre (34) in Funktion dieses Inhaltes.

25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 22, gekennzeichnet durch zwei übereinander gestellte Füllbanker (42) , wobei jeder dieser Bunker mit oberen (44) und unteren Dichtkiappen (46) versehen und an Druckleitungen von inertem Gas angeschlossen ist.

26. Verfahx'en zur Beschickung sines Schachtofens mittels einer Beschickungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausfluss aus einem Swischenfüllbunker mittels eines Dosierschiebers in Funktion der im Bunker enthaltenen Füllgutmengen oder in Funktion der im Ofen zu verteilenden FüllgutmSjsfiH,? Sa¥i^raer dosierte Ausfluss aus dem Bunker der oberen Oeffnung einer röhrenförmigen Schurre zugeleitet wird, und dass ein Programm erstellt wird um, in voneinander

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unabhängiger Weise jedoch in geregelter Folge, die Verstellmittel der Schurrenaufhängung zu betätigen zwecks Verlagerung der unteren Schurrenextremität gemäss zwei, im wesentlichen zueinander senkrechten Richtungen und auf diese Weise mit . dem ausfliessenden Füllgutstrom die ganze Oberfläche oder einen vorgewählten Abschnitt des Hochofenschmelzbetts :u bestreichen.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,

dass die im Bunker enthaltene Füllgutmenge bestimmt wird und die Dosierklappe und die Beschickungsbewegungen der Schurre in der Weise geregelt werden, dass der Inhalt des Bunkers genügt um eine gleichmässige Füllgutschicht auf der gesamten Schmelzbettoberfiäche abzusetzen.

28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausfluss und die Füllung des Bunkers in der Weise geregelt wird, dass der untere Füllstand nicht unter eine untere Minimalschwelle fällt und der obere Füllstand nicht über eine obers Maxima!schwelie steigt, und dass der Dosiercchisber in der Weise eingestellt wird, dass der durch diese

.;'. ,';-siden Schwellen bestimmte Inhalt des Bunkers genügt, uir. eine Füllgutschicht auf der gesamter. Schmelzbettoberfläche abzusetzen.

2?- Verfahren nach den Ansprüchen 26 bis 2S, dadurch gekennzeichnet., dass die Besciiickungsbewegungen der Schurre nach dam Oeffnen des Dosierschiebers mit einer gewissen Verzögerung entsprechend dem Zeitbedarf des Füllgutes surr. Erreichen des Schurrenauslaufs,- einsätzen, und dass der Dosierschieber un, ein entsprechendes Zeitintervall vor dem Anhairen der Beschikkurigsbewegungen der Schurre an einer vergegebenen Stelle, früher geschlossen wird.

2Z 3C, Verfahren nach den Ansprüchcr 26 bis 29, dadurch

gekennzeichnet, dass die untere Ertrsnitat der Schurre in kontinuierlicher oäer diskontinuierlicher Weise von der Peripherie des Ofens nach dessen Mitte bewegt wird.

aa.ss die untere E.crremirär. £=;- Schurre ν:·:, zwei gegenüber liegender. £z;.~se.^ z,\xz y£.~VJZ'r.r.-Zi5T.z.Tz.L-~ :,aci· der Kirte ies Scivratlz betts zu üeweerr. ^rc 'Ficrurer. 1Γ. ani 2-' ^; .

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32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass abwechselnd Füllgut serpentinenartig in einer ersten Richtung abgesetzt wird und dann ebenfalls serpentinenförmig in einer zweiten zur ersten senkrechten Richtung.

33. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Schurrenauslauf entlang einer spiralförmigen kontinuierlichen Bahn von· der Form des OfenquerSchnitts bewegt wird (Figur 26) .

34. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Schurrenauslauf entlang konzentrischen Bahnen bewegt wird, deren Form dem Ofenquerschnitt entspricht.

35. Verfahren nach den Ansprüchen 30 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst ein peripheres Band von Füllgut abgesetzt wird und dass sodann die Beschickung mit Füllgut nach einem vorgewählten Bewegungsschema fortgesetzt wird (Figur

36. Verfahren nach den Ansprüchen 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass nach jeder η Schicht ein peripherer Füllgutstreifen entlang der Ofenwand abgesetzt wird, wobei η eine vorgewählte Zahl ist.

37. Verfahren nach den Ansprüchen 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass Lagekorrekturen der Schurre vorgenommen werden, um die Entfernung zwischen dem anvisierten und dem tatsächlichen Auftreffpunkt des Füllgutes su kompensieren.

38. Anwendung der Beschickungsvorrichtung und des

Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 37, an einem Schachtofen mit polygonalem Querschnitt.

39. Anwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Schachtofen ηsch dem Rennverfahren arbeitet und dass sein Querschnitt rechteckig ist.

40. Anwendung der Beschickungsvorrichtung und des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 37 an einem Schachtofen mit gekrümmter Querschnittsbegrenzung.

41. Anwendung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Ofens kreisförmig ist.

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