DE3101860C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für Hochöfen mit einem ortsfesten, vertikal und mittig im Hochofenkopf angeordneten Speisekanal, einer koaxial zu diesem Speisekanal angeordneten Drehhülse, einer ortsfesten, koaxial zur Drehhülse außerhalb letzterer vorgesehenen Wandung, welche zusammen mit der Drehhülse eine ringförmige Kammer bildet, welche gegenüber dem Hochofeninneren abge­ schlossen, jedoch nicht isoliert ist mittels eines ortsfesten, mit der Wandung eine mechanische Einheit bildenden Ringes sowie eines ringförmigen, mit der Drehhülse eine mechanische Einheit bildenden Flansches, einer schwenkbar am Unterteil der Drehhülse aufgehängten Verteilerschurre, einer an letzterer angelenkten Betätigungsstange, welche durch den ringförmigen Flansch hindurch in die Kammer hineingeführt ist, ersten Antriebsmitteln zum Erzeugen einer Drehbewegung der Baugruppe Drehhülse - ringförmiger Flansch - Verteiler­ schurre - Betätigungsstange um die Ofen- und Speisekanal­ längsachse; und zweiten Antriebsmitteln zum Schwenken der Verteilerschurre um ihre horizontalen Aufhängungslager an der Drehhülse mittels der Betätigungsstange, wobei diese Schwenkung unabhängig von der durch die ersten Antriebsmittel erzeugten Bewegung erfolgt.

Eine Beschickungsvorrichtung dieser Bauart ist in der DE-OS 29 29 204 näher beschrieben. Wie aus dem Text dieser Patentanmeldung hervorgeht, gibt es derzeit zwei verschiedene Antriebsmechanismen, um den Neigungs­ winkel der Verteilerschurren der Beschickungsanlagen mit drehbarer und schwenkbarer Verteilerschurre zu variieren, welche mehr und mehr die alten Glockenbeschickungsanlagen ersetzen.

Bei der ersten Bauart dieser beiden Antriebsmechanismen bedient man sich einer Betätigungsstange, welche an der Schurre angelenkt ist und eine auf- und abgehende Hubbewegung ausführt zum Schwenken der Schurre um ihre horizontalen Aufhängungsachsen, während man bei der zweiten Bauart unmittelbar Drehbewegungen auf die Aufhängungswelle der Schurre einleitet.

Die Vorteile der ersten Betätigungsbauart werden in der vorgenannten Patentanmeldung hervorgehoben. Es handelt sich dabei um die Möglichkeit, die radiale Aus­ dehnung der Ringkammer zu reduzieren, in welcher sich ein Teil der Antriebsorgane für die Schurre bewegt, wobei durch diese Reduzierung des Platzbedarfes eine zusätzliche Kühlung der Ringkammer durch Zufuhr eines inerten und gekühlten Gases überflüssig wird, und des weiteren, so weit es den Gegenstand der genannten Patentanmeldung betrifft, um einen verhältnismäßig einfachen Mechanismus, um der Rotationsbewegung der Betätigungsstange um den Speisekanal die vertikale Translationsbewegung zu überlagern, welche notwendig ist, um eine Schwenkung der Verteilerschurre um ihre Aufhängungsachse hervorzurufen.

Der Mechanismus zum Hervorrufen der vertikalen Translationsbewegung der Betätigungsstange besteht darin, daß diese letztere aus zwei teleskopartigen Elementen besteht, wovon das obere mittels Gelenk an der Drehhülse aufgehängt ist, und daß die beiden teleskopartigen Elemente ein Bewegungsspindelsystem bilden, bei dessen Betätigung die auf- und abgehende Bewegung der Betätigungsstange entsteht.

Wie aus den Zeichnungen der vorgenannten Patentanmeldung hervorgeht, gestattet das vorgeschlagene System tatsächlich eine ganz wesentliche Reduzierung der radialen Ausdehnung der Ringkammer durchzuführen, welche das Gehäuse des Antriebssystems direkt oberhalb der Verteilerschurre bildet. Da hiermit die ringförmige Basis der Ringkammer auch nur eine kleine Oberfläche hat, wird der Wärmefluß aus dem Innern des Ofens in Richtung der Ringkammer oder Antriebssystemgehäuse, auch auf ein Minimum reduziert. Dies um so mehr, als fakultativ eine Kühlung dieser ringförmigen Basis vorgesehen ist, welch letztere zum größten Teil aus einem mit der Drehhülse eine mechanische Einheit bildenden Ring besteht, mittels einer Kühlmittelzirkulation, wobei der ortsfeste Teil dieser ringförmigen Basis natürlich ebenfalls mit einem Kühlsystem versehen werden kann. Auf diese Weise wird es möglich, auf eine Kühlung des Ringkammerinnern mittels eines inerten und gekühlten Gases zu verzichten.

Der Nachteil der erwähnten Kühlmöglichkeit für die Basis der Ringkammer besteht jedoch darin, daß diese Basis zum größten Teil aus dem mit der Drehhülse eine mechanische Einheit bildenden Ringes besteht. Hierdurch wird es für das Vorsehen eines Kühlkreislaufs erforderlich, die Zufuhr und die Abfuhr des Kühlmittels über Drehverbindungen sehr großen Durchmessers vorzunehmen, wodurch Abdichtprobleme entstehen, abgesehen von den hohen Kosten einer solchen Anlage. Andererseits ist es nicht möglich, den Durchmesser des drehbaren Ringes zu Gunsten einer Vergrößerung des ortsfesten, leicht zu kühlenden Teils der Ringkammerbasis wesentlich zu reduzieren, da die radiale Ausdehnung des drehbare Rings gegeben ist durch den verhältnismäßig großen Durchmesser der teleskopartigen Teile der Betäti­ gungsstange, welche durch eine im Ring vorgesehene Öffnung hindurchgeführt werden muß.

Ein anderer Nachteil des in der genannten Patentan­ meldung vorgeschlagenen Systems besteht in der Notwendigkeit, eine kardanische, d. h. teure Aufhängung der Teleskopelemente vorzusehen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile des Standes der Technik ist es deshalb Aufgabe der Erfindung, ausgehend von einer Beschickungsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei der die Nachteile der bekannten Systeme vermieden, ihre Vorteile jedoch erhalten bleiben durch ein Antriebssystem für die Betätigungsstange von extrem einfacher und deshalb zuverlässiger und kostengünstiger Bauart, mit geringem Platzbedarf und der Möglichkeit des Verzichtes auf eine Kühlung der Ringkammer mittels eines inerten Gases.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Beschickungs­ vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung, durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der ringförmige, mit der Drehhülse eine mechanische Einheit bildende Flansch ist mit einer Durchlaßöffnung für die Betätigungsstange versehen. Da aber diese Betäti­ gungsstange einen wesentlich kleineren Durchmesser hat als die weiter oben erwähnten teleskopartigen Elemente, und darüber hinaus nur kleine radiale Bewegungsamplituden auftreten, kann diese Durchlaßöffnung, und damit auch der Ringflansch, im Durchmesser klein gehalten werden, so daß es möglich ist, die Oberfläche dieses den vom Ofen her­ rührende, thermischen Beanspruchungen ausgesetzten Flansches auf ein Minimum zu reduzieren.

Durch die geringe radiale Ausdehnung des Ringflansches wird es möglich, die radiale Ausdehnung des ortsfesten Teils der Ringkammerbasis entsprechend zu vergrößern. Da dieser ortsfeste Ring von verhältnismäßig großen Abmessungen leicht mittels im Innern desselben vorgesehene Kühlkanälen für ein Kühlmittel zu kühlen ist, können die thermischen Bedingungen im Innern der Kammer praktisch nach Belieben geregelt werden. Damit wird eine Kühlung der Ringkammer durch ein inertes, gekühltes Gas überflüssig.

Auch wärmebilanzmäßig ist eine Kühlung von Kammer­ teilen durch ein Kühlmittel wie Wasser vorteilhaft, weil die durch ein solches Kühlsystem aus dem Ofen abgeführte thermische Energie fast ganz rückgewinnbar ist, was nicht der Fall ist bei Gas, welches in die Kammer eingeblasen wird und dann verloren geht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit den gleichen Referenzzahlen versehen sind, dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht, zum Teil im Längsschnitt, einer Hochofengicht, an welcher der erfindungsgemäße Antriebsmechanismus für die Betätigungsstange vorgesehen ist;

Fig. 2 ein kinematisches Schema der Baugruppe Schwenkarm - Betätigungsstange - Schurre;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt denjenigen Teil einer Hochofengicht, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht. Die Beschickung des Ofens geschieht durch einen mit der Hoch­ ofenachse konzentrischen Speisekanal 4; der Ofen selbst ist nicht dargestellt. Das Füllgut fällt auf den hinteren Teil eine winkelverstellbaren Schurre 6, welche schwenkbar an Aufhängungselementen 8 einer Drehhülse 10 aufgehängt ist (siehe auch Fig. 3), wobei diese Drehhülse ihrerseits an einem mit den Wandungen einer Ringkammer 14 eine mechanische Einheit bildenden Tragring 12 drehbar aufgehängt ist; die Ringkammer 14 ruht ihrerseits mit einem Flansch 16 auf einem nicht dargestellten entsprechenden Gegenflansch am Kopf des Hochofens. Die Kammer 14 bildet demgemäß ein Tragelement für den Speisekanal 4, die Schurre 6, die Drehhülse 10 und den Tragring 12.

Die Schwenkbewegung der Schurre 6 um ihre horizontale Aufhängungsachse 18 wird durch auf- und abgehende Bewegungen einer Betätigungsstange 20 erzeugt, welche am hinteren Teil der Schurre 6 mittels einem Drehzapfen 22 im Abstand "d" von der Aufhängungsachse 18 angelenkt ist. Die Bewegungen der Betätigungsstange 20 werden mit Hilfe eines Getriebe­ kastens 24 erzeugt, dessen Eingangswelle 26 über ein Antriebsritzel 28 und einen Zahnkranz 30 durch Relativ­ bewegungen von zwei weiteren Zahnkränzen 34 und 32 angetrieben wird; diese Antriebsweise wird in der eingangs erwähnten Patentanmeldung im einzelnen beschrieben (im vorliegenden Text werden die Zahnkränze 34 und 32 als "erste Antriebs­ mittel", bzw. "zweite Antriebsmittel" bezeichnet); die Ausgangswelle des Getriebekastens 24 trägt einen Arm 36 der Länge l (Fig. 2), dessen Schwenkbewegungen mittels eines Gelenkes 38 auf das obere Ende der Betätigungsstange 20 übertragen werden.

In Fig. 2 sind schematisch die verschiedenen Relativ­ lagen des Schwenkarmes 36, der Betätigungsstange 20 und der Geraden d, Verbindungslinie zwischen der Achse 18 und dem Gelenk 22, dargestellt, wobei die Stellung d-20-l diejenige Extremstellung ist (siehe auch Fig. 1), in welcher die Schurre das Füllgut an der Peripherie des Ofens absetzt, während in der Extremstellung d′′-20′′-l′′ die Schurre prak­ tisch senkrecht steht; die Stellung d′-20′-l′ ist eine Zwischenstellung. Aus dieser Fig. 2 geht deutlich hervor, daß die Geometrie der kinematischen Anordnung d-20-l so gewählt werden kann, daß die Betätigungsstange 20 nur kleine seitliche Schwenkbewegungen ausführt, wodurch es möglich wird, die radiale Ausdehnung der Durchlaßöffnung 40 in einem Ringflansch 42 der Drehhülse 10 auf ein Minimum zu reduzieren, und damit auch die radiale Ausdehnung des Flansches 42 selbst.

Der somit ermöglichte kleine Außendurchmesser des Flansches 42 resultiert in einer entsprechend größeren radialen Breite eines ortsfesten, mit der Außenwand 48 der Kammer 14 eine mechanische Einheit bildenden Ringes 44. Durch die Möglichkeit wiederum, einen breiten ortsfesten Ring 44 vorzusehen, welcher auf einfache Weise durch innen liegende Kühlkanäle 46 gekühlt werden kann, wird das Problem der Temperaturregulierung in der Kammer 14 gelöst, ohne daß es nötig wäre, ein Kühlgas einzublasen und den drehbaren Flansch 42 mittels einer Kühlwasserzirkulation zu kühlen.

Das Getriebe 24, durch welches die Drehbewegung einer vertikalen Eingangswelle 26 in Drehbewegungen eine horizontalen Ausgangswelle 50 verwandelt wird, ist vorzugsweise ein einfaches Schneckengetriebe, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist.

Aus Fig. 3, welche eine Ansicht von links durch Fig. 1 ist, ist die Anordnung des Getriebekastens 24 in Bezug zur Ofenachse 52 bzw. zur Drehhülse 10 zu ersehen, d. h. seine asymmetrische Anordnung an der Wandung der Drehhülse. Wie aus der Figur hervorgeht, erlaubt diese asymmetrische Anordnung das Vorsehen einer Betätigungsstange 20, welche in der Mitte des hinteren Teils der Schurre 6 angelenkt ist. Es wäre natürlich auch möglich, den Getriebekasten 24 symme­ trisch in Bezug zur Drehhülse anzuordnen und auf zwei gegenüberliegenden Ausgangswellen 50 zwei Arme 36 vorzusehen, wodurch die Last gleichmäßig auf zwei Betätigungsstangen verteilt werden könnte, welche beidseitig der Schurrenachse angeordnet und an dieser durch zwei Gelenke 22 angelenkt wären.

Claims (7)

1. Beschickungsvorrichtung für Hochöfen mit einem ortsfesten, vertikal und mittig im Hochofenkopf angeordneten Speisekanal (4), einer koaxial zu diesem Speisekanal (4) angeordneten Drehhülse (10), einer ortsfesten, koaxial zur Drehhülse (10) außerhab letzterer vorgesehenen Wandung (48), welche zusammen mit der Drehhülse (10) eine ringförmige Kammer (14) bildet, welche gegenüber dem Hochofeninnern abgeschlossen, jedoch nicht isoliert ist mittels eines ortsfesten, mit der Wandung (48) eine mechanische Einheit bildenden Ringes (44) sowie eines ringförmigen, mit der Drehhülse (10) eine mechanische Einheit bildenden Flansches (42), einer schwenkbar am Unterteil der Drehhülse (10) aufgehängten Verteilerschurre (6), einer an letzterer angelenkten Betätigungsstange (20), welche durch den ring­ förmigen Flansch (42) hindurch in die Kammer (14) hineinge­ führt ist, ersten Antriebsmitteln (32) zum Erzeugen einer Drehbewegung der Baugruppe Drehhülse (10) - ringförmiger Flansch (42) - Verteilerschurre (6) - Betätigungsstange (12) um die Ofen- und Speisekanallängsachse (52), und zweiten Antriebsmitteln (32) zum Schwenken der Verteilerschurre (6) um ihre horizontalen Aufhängungslager (18) an der Drehhülse (10) mittels der Betätigungsstange (20), wobei diese Schwenkung unabhängig von der durch die ersten Antriebsmittel (32) erzeugten Bewegung erfolgt, gekennzeichnet durch einen an der Drehhülse (10) befestigten Getriebekasten (24) mit einer vertikalen Eingangswelle (26) und einer horizontalen Ausgangswelle (50), durch ein Antriebsritzel (28) auf der Eingangswelle (26) und einen Schwenkarm (36) auf der Ausgangswelle (50), wobei das Antriebsritzel (28) mit einem Zahnkranz (30) kämmt, welcher in bekannter Weise von außerhalb der Kammer (14) angetrieben wird, und das freie Ende des Schwenkarms (36) an der oberen Extremität der Betätigungsstange (20) angelenkt ist, während deren untere Extremität an der Verteilerschurre (6) angelenkt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Längen des Schwenkarms (36), der Betäti­ gungsstange (20) und der Verbindungslinie (d) zwischen dem Aufhängungslager (18), der Schurre (6) und dem Anlenkpunkt (22) der Betätigungsstange (20) an der Schurre (6) sich so verhalten, daß bei der Betätigung der Betätigungsstange (20) nur eine geringfügige radiale Bewegungsamplitude letzterer entsteht.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine geringe radiale Ausdehnung des ringförmigen Flansches (42) in Bezug zur gesamten radialen Ausdehnung der Basis der Ringkammer (14).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine grosse radiale Ausdehnung des festen Ringes (44) in Bezug zur gesamten radialen Ausdehnung der Basis der Ringkammer (14).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Kühlkreislaufkanäle im Innern des festen Ringes (44).

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (24) ein Schneckengetriebe ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekenn­ zeichnet durch zwei Ausgangswellen (50) am Getriebekasten (24), durch zwei Schwenkarme (36) auf diesen beiden Ausgangswellen und durch zwei Betätigungsstangen, welche an den Schwenkarmen und an der Schurre (6) angelenkt sind.