DE3037400A1 - Verfahren und vorrichtung zum entnehmen von moellerproben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entnehmen von Möllerproben aus einem Hochofenschacht.

Aus der DE-OS 19 50 523 ist es bekannt, eine röhrenförmige Lanze von außerhalb des Hochofenschachtes durch eine Wandöffnung in den Möller einzufahren und mit Hilfe eines Handrades über eine innerhalb der Lanze geführte Welle einen exzentrisch zur Lanze angeordneten rinnenförmigen Verschluß zu drehen bis sich die Rinne mit Möller füllt. Sodann läuft der Vorgang in umgekehrter Richtung ab, wobei die Öffnung nach völligem Herausziehen verschlossen und die Rinne mit der Möllerprobe entleert wird.

Aus der DE-PS 15 33 829 ist es des weiteren bekannt, in einer zentralen Öffnung an der Spitze einer röhrenförmigen Lanze eine kleine Pfanne so anzuordnen, daß sich diese wahlweise aus der Lanzenspitze hinausschieben und wieder einfahren läßt. In diesem Fall wird die Lanze durch einen besonderen Antrieb mit regelbarer Geschwindigkeit in die Ofenbeschickung ein- und ausgefahren. Am Meßort kann dann die Probenpfanne aus der Lanzenspitze hinausgeschoben werden, so daß Möller in sie hineinfällt. Anschließend wird die Pfanne zurückgezogen und die ganze Lanze mit der Pfanne wieder aus dem Hochofenschacht herausgefahren, so daß sich die Möllerprobe nach Verschließen der Öffnung in der Schachtwandung außerhalb des Hochofenschachtes aus der Lanze entnehmen läßt.

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß mit ihnen nur eine örtlich eng begrenzte Probenentnahme möglich ist. Will man Proben von verschiedenen Punkten im Hochofenschacht entnehmen, so kann dies nacheinander nur in zeitlich relativ großen Abständen geschehen, weil die Lanzenspitze bzw. die Entnahmerinne zunächst aus dem Hochofen herausgezogen werden muß, ehe eine neue Probenahme

möglich ist. Wegen des im Hochofen herrschenden Druckes muß außerdem bei jeder Probenentnahme die Lanzenöffnung im Ofenschacht druckdicht verschlossen werden. In der Zeit zwischen zwei Proben sinkt der Möller im Ofen infolge des natürlichen Ofengangs ein erhebliches Stück nach unten, so daß die folgende Probe in einer anderen Ofenschicht entnommen wird. Es ist daher nicht möglich, mit den bekannten Vorrichtungen genaue Möllerprofile aufzunehmen.

Der Erfindung liegt daherdie Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich Möllerproben aus einem Schachtofen, vorzugsweise aus einem. Hochofen derart entnehmen lassen, daß sich ein genaues Querschnittsbild der Möllerverteilung und Zusammensetzung zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. in einer bestimmten Schachtebene ergibt. Dabei soll, wenn nicht der gesamte Ofenquerschnitt, so doch etwa der Ofenradius von der Messung erfaßt werden, ohne daß es zum Vernichten der Proben aus den einzelnen Bereichen.der Meßstrecke kommt. Außerdem soll ein Verbleiben der Lanze innerhalb des Hochofenschachtes bzw. der Wandöffnung auch während der Herausnahme der Möllerprobe möglich sein.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art eine Lanze mit einem im Lanzeninneren angeordneten Probenehmer bis zu der von der Schachtwandung am weitesten entfernten Entnahmeposition, vorzugsweise radial in den Ofenschacht eingefahren sowie - nach Erreichen der Entnahmeposition - die Lanze und der Probenehmer zurückgezogen werden. Das kann nacheinander und/oder in zwei oder auch mehreren Schritten geschehen.

Bei einem Zwei-Schritt-Verfahren wird die Lanze mit dem Probenehmer zunächst beispielsweise bis zur Schachtachse in die Möllerung vorgeschoben und alsdann'bei im Ofen ruhenden Probenehmer bis etwa zur Ofenwandung zurückgezogen. Während des

Zurückziehens der Lanze wird der Probenehmer von seiner Spitze her fortschreitend freigelegt und für den Möller zugänglich, so daß er sich über seine Länge nach und nach mit Möller füllt, bis die Lanzenspitze etwa die Schachtwandung und damit ihre Ruheposition erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt ist der Probenehmer auch mit Möller gefüllt und wird zunächst wieder ganz in die ruhene Lanze eingezogen, um alsdann bei weiterhin ruhender Lanze oder zusammen mit der Lanze aus dem Ofen bzw. dessen .Schachtwandung herausgezogen zu werden. Auf diese Weise ergibt sich eine der Mollerzusammensetzung über den Ofenradius in einer Ebene entsprechende Gesamtprobe.

In den meisten Fällen ist es wünschenswert, die Bühne, auf der die Lanze mit dem Probenehmer gelagert ist, möglichst kurz auszuführen. Dieses ist nur möglich, wenn der Probenehmer kürzer ist als die Meßstrecke. Das ist bei einem Zweischritt-Verfahren möglich, wenn die Lanze mit dem Probenehmer beispielsweise bis zur Schachtachse des Ofens vorgeschoben wird. Beim anschließenden Zurückziehen des Lanzenrohres zur Schachtwand ruht der Probenehmer nicht, sondern wird mit einer geringeren Geschwindigkeit als die der Lanze ebenfalls zurückgezogen. Hierbei wird der Probenehmer von der Spitze her freigelegt und für den Möller zugänglich. Die für den Möller zugängliche Länge des Probenehmers ergibt sich aus der Differenz der beiden Geschwindigkeiten. Wenn beispielsweise die Geschwindigkeit des Probenehmers nur die Hälfte der Lanzen-Geschwindigkeit beträgt, braucht die Länge des Probenehmers nur die Hälfte des Meßweges zu betragen, ohne daß sich dabei das Querschnittprofil der Probe verändert. Bei diesem Verfahren wird auch die Biegebeanspruchung des Proberohrs verringert, was bei großen Hochöfen mit dem Durchmesser entsprechend langen Meßwegen von Vorteil ist.

Bei einem Mehr-Schritt-Verfahren wird die Lanze aus der vor-r

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erwähnten Entnahmeposition bzw. Ausgangslage bei ruhendem Probenehmer zunächst nur ein kleines Stück zurückgefahren, um einen entsprechenden Teil des Probenehmers freizulegen und mit Möller zu füllen. Danach wird der Probenehmer aus der in Ruhe verharrenden Lanze herausgezogen, entleert und erneut bis zur Lanzenspitze vorgeschoben. Danach wird die Lanze bei ruhendem Probenehmer wiederum ein Stück zurückgezogen und dementsprechend der Probenehmer mit Möller gefüllt sowie in der zuvor beschriebenen Weise zurückgezogen und entleert. Dieses Spiel wiederholt sich, bis schließlich die Lanzenspitze an der Schahtwandung angelangt und die letzte Probe gezogen worden ist. Auf diese Weise ergibt sich eine Folge von Einzelproben* die zusammen ein sehr genaues Bild hinsichtlich der Möllerzusammensetzung über den Ofenradius ergeben, da der Zeitraum zwischen der ersten und der letzten Probenahme so kurz ist, daß die Ofenbeschickung währenddessen nur verhältnismäßig wenig absinkt.

In ähnlicher Weise wie über den Ofenradius lassen sich bei entsprechender Lanzenlänge selbstverständlich auch eine Gesamtprobe oder mehrere Einzelproben über den Ofendurchmesser entnehmen.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit einer rohrförmigen Lanze und einem verschiebbaren Probenehmer, beispielsweise einer Entnahmerinne durchführen. Andererseits kann der Probenehmer jedoch auch aus einer Schubstange mit Querrillen bestehen. Auf diese Weise ergeben sich über die Länge der Schubstange hintereinanderliegende Einzelproben, deren Analysenwerte lediglich der Probenlage auf der Schubstange zugeordnet zu werden brauchen, um die Möllerzusammensetzung beispielsweise über den Ofenradius darzustellen.

Der Probenehmer kann jedoch auch aus einer Förderschnecke be-

stehen, die eine ihrer freien Länge außerhalb der Lanze entsprechende Probe abfördert und kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden kann. Die die Lanze im ausgefahrenen Zustand überragende freie Länge der Förderschnecke bestimmt sich dabei nach der gewünschten Meßgenauigkeit. Je geringer das aus der Lanze herausragende Teilstück der Förderschnecke ist, um so genauer ist das Meßergebnis.

In diesem Falle können sogar die Lanze und die Förderschnecke ohne sich relativ zueinander zu bewegen, gemeinsam aus dem Ofenschacht bzw. durch den Möller gezogen werden. Dabei liefert die Förderschnecke eine der Verschiebegeschwindigkeit in der Möllerung entsprechende kontinuierliche Probe, beispielsweise über den Schachtradius; sie kratzt gleichsam eine kontinuierliche Probe aus der Möllerung heraus. Andererseits können aber auch die Lanze und die Förderschnecke jeweils nacheinander und unabhängig voneinander in mehreren Einzelschritten aus dem Ofenschacht herausgezogen werden, so daß sich eine rasche Folge von Einzelproben ergibt, deren Anzahl der Zahl der Verschiebeschritte entspricht.

Um ein leichtes Eindringen der vorne offenen Lanze in die Ofen- <**** beschickung zu ermöglichen, ist das freie Ende des Probenehmers vorzugsweise als Lanzenspitze ausgebildet.

Unabhängig von der jeweiligen Verfahrensweise und der Beschaffenheit des Probenehmers verbleibt die Lanze stets solange im Ofenschacht bzw. in der sie aufnehmenden Schachtöffnung, bis die letzte Probe gezogen ist. Das ergibt bei hoher Genauigkeit des Meßergebnisses kurze Meßzeiten und ein fast beliebig genaues Profil der Möllerbeschaffenheit bzw. Zusammensetzung. Dabei kann der Probenehmer verhältnismäßig einfach beschaffen sein, weil er während des Lanzenvorschubs in der Möllerung im Lanzeninneren geschützt angeordnet ist und demgemäß praktisch nichtbeansprucht wird. Lediglich während der eigent-

lichen Probenahme kommt der Probenehmer mit dem Möller und den Ofengasen in Berührung. Hierbei handelt es sich jedoch nur um einen Bruchteil der gesamten Meßzeit; außerdem unterliegt der Probenehmer kaum Knickbeanspruchungen, da er inr Gegensatz zu der Lanze und herkömmlichen Probenehmern in der Beschickung ausschließlich gezogen wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Querschnitt durch einen Teil eines Hochofenschachtes mit einer Entnahmevorrichtung,

Fig. 2; die Entnahmevorrichtung der Fig. 1 im Querschnitt, Fig. 5t einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4: eine Vorrichtung entsprechend Fig. 2, jedoch mit einer Schubstange,

Fig. 5: eine Vorrichtung gemäß Fig. 2, jedoch mit einer Förderschnecke, und

Fig. 6; einen Schnitt durch eine andere Lanzenspitze.

Gemäß Fig. 1 ragt eine Lanze 1 durch eine Öffnung 2 in der Wandung 3 eines Hochofenschachtes 4 radial in die Beschickung 5. Die Lanze 1 durchdringt dabei den Möller 5 und befindet sich mit ihrer Spitze 6 in der äußersten Meßposition 7, in der Mitte des Hochofenschachtes. Eine innerhalb der Lanzenbohrung 8 angeordnete Entnahmerinne 9 läßt sich unabhängig von der Lanze axial verschieben.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann die Lanze 1 zurückgezogen

werden, so daß die Entnahmerinne 9 in der Entnahmeposition 7 verbleibt und eine Möllerprobe in die oben offene Entnahmerinne 9 fällt'. Sobald die Lanzenspitze 6 die nächste Position 10 erreicht hat, wird sie angehalten, während die nunmehr mit einer Möllerprobe 11 gefüllte Entnahmerinne 9 in die Lanze 1 zurückgezogen wird. Position 10 ist in bezug auf die Entnahmerinne 9> etwa durch deren hinteres für Probeentnahmen wirksames Ende sowie, in bezug auf die im Hochofenschacht 4, durch die von der Schachtwandung 3 am weitesten entfernten Entnahmeposition 7 bestimmt. Vorzugsweise befindet sich Position 10 etwa an der Innenseite der Schachtwandung 3. Die Lanze 1 ist im Vergleich zu der Entnahmerinne 9 bzw. einer Förderschnecke 12 oder Schubstange 13 sehr widerstandsfähig gegen die hohen thermischen, chemischen und mechanischen Belastungen in einem Hochofen. Der vergleichweise leichte und wenig aufwendige Probenehmer ist deshalb möglich, weil dieser nicht, wie früher üblich, im Möller vorgeschoben wird, sondern während des Vorschiebens völlig durch die Lanze 1 geschützt ist. Beim Zurückziehen in die Lanze treten im Vergleich zum Vorschieben in dem Möller wesentlich geringere Belastungen auf.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann die Entnahmerinne 9 aus einem längsgeschlitzten, nach oben hin offenen Rohr bestehen. Bei Verwendung einer an sich bekannten und in Fig. 5 dargestellten Förderschnecke 12 beginnt das Fördern der Möllerproben erst dann, wenn die Lanze 1 gemeinsam mit der Förderschnecke 12 die von der Schachtwandung 3 weitestentfernte Entnahmeposition 7 erreicht hat und soweit zurückgezogen werden ist, daß die während der Rückwärtsbewegung in Ruhe befindliche Förderschnecke 12 hinreichend weit frei in den Möller hereinragt. Während der weiteren Rückwärtsbewegung der Lanze 1 rotiert die Förderschnecke 12 und fördert kontinuierlich Möllerproben 11 in die Lanze. Ab Beginn der Förderung kann die Förderschnecke 12 gemeinsam mit der Lanze 1 zurückgezogen wer-

den, bis die Position 10 erreicht ist, Dann wird die Förderschnecke 12 in die Lanze 1 zurückgezogen. Auf diese Weise lassen sich Möllerproben aus der Mitte des Hochofenschachtes zuerst und weitere Proben bis hin zur Schachtwandung 3 nacheinander folgend entnehmen. Auf diese Weise fallen in kürzester Zeit Proben an, die ein sehr exaktes horizontales Zusammensetzungsprofil ergeben.

Wird anstelle der Förderschnecke 12 eine in Fig. 4 dargestellte Schubstange 13 verwendet, so ist die Betriebsweise im wesentlichen die gleiche, jedoch erfolgt die Probennahme statt durch Drehen einer Schnecke nunmehr durch ruckartiges Hin- und Herbewegen der Schubstange 13. Diese besitzt zur Aufnahme der Proben Querrillen 14 mit vom Hochofenschacht 4 fortweisenden Steilflanken 15.

Um ein leichtes Eindringen der Lanze in die Ofenbeschickung zu ermöglichen, ist das freie Ende des Probenehmers als Lanzenspitze 16 ausgebildet.

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Claims (9)

Dr.-Ing. Reimar*Kö"nig **" ·"' Dipping. Klaus Bergen Cecilienallee 76 4 Düsseldorf 3O Telefon 45 2OOB Patentanwälte

1.Okt.1980

33 630 K

Firma Dango & Dienenthai Maschinenbau GmbH, Hagener Str. 103,

5900 Siegen 1

"Verfahren und Vorrichtung zum Entnehmen von Möllerproben"

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entnehmen von Möllerproben aus einem Ofenschacht dadurch gekennzeichnet, daß eine Lanze mit einem im Lanzeninnern angeordneten Probenehmer bis zu der von der Schachtwandung am weitesten entfernten Entnahmeposition in den Ofenschacht eingefahren sowie Lanze und Probenehmer zurückgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze und der Probenehmer nacheinander zurückgezogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze und der Probenehmer jeweils unabhängig voneinander schrittweise aus dem Ofenschacht herausgezogen werden.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen in einer rohrförmigen Lanze (1) verschiebbaren Probenehmer (9,12,13).

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennz e i chnet, daß der Probenehmer als Förderschnecke

(12) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenehmer aus einer Schubstange

(13) mit Querrillen (14) besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrillen (14) vom Hochofenschacht (4) fortweisende Steilflanken (15) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenehmer aus einer Entnahmerinne (9) besteht.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
freie Ende des Probenehmers (9) als Lanzenspitze (16) ausgebildet ist.