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Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung der Führung
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eines Schachtofens.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Führung
eines Schachtofens, welcher mit einer Anzahl kreisförmig angeordneter Düsenstöcke
und Windformen zum Einblasen, im Bereich des Gestells, von Heisswind und Brennstoff
in den Ofen bestückt ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens.
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Bekanntlich wird der Verbrennungs- und Reduktionsprozess in einem
Schachtofen, insbesondere einem Hochofen, mit Hilfe von Heisswind und festen oder
flüssigen Brennstoffen unterhalten, welche durch eine Anzahl Windformen in das Gestell
des Ofens eingeblasen werden.
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Die Verteilung des Heisswindes auf die verschiedenen Windformen ist
nicht gleichmässig und gleichförmig auf Grund einer Asymmetrie der Schmelzzone des
Ofens. Die asymmetrische Schmelzzone entsteht durch ein unkontrolliertes Absinken
des Füllguts, wodurch vor jeder Windform unterschiedliche Druckabfälle entstehen
und deswegen ein unterschiedlicher Heisswinddurchsatz von einer Windform zur andern.
Dies hat zur Folge, dass der Heisswinddurchsatz einer Windform sich um 20 bis 100%
von demjenigen einer anderen Windform unterscheiden kann. Da die Brennstoffe mit
dem Sauerstoff des Heisswindes verbrannt werden, müssen ihre Einblasmengen dem Heisswinddurchsatz
durch jede Windform angepasst werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren vorzuschlagen,
welches es ermöglicht, eine bessere Beherrschung der Führung des Ofens zu erhalten,
sowie eine Vorrichtung vorzuschlagen für die Durchführung dieses Verfahrens.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemässe Verfahren dadurch
gekennzeichnet, dass dauernd der durch jeden Düsenstock hindurch tretende Heisswinddurchsatz
gemessen
wird und dass der Durchsatz der Düsenstöcke mit grossem Durchsatz vermindert wird,
durch Verengung der Durchgasöffnung dieser Düsenstöcke mittels eines verschieblichen
Stopfens im Bereich des Knies, welches jeder Düsenstock aufweist.
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Die Erfindung sieht ebenfalls eine Vorrichtung vor für die Durchführung
des Verfahrens an einem Ofen mit einer Düsenstockbestückung wobei jeder Düsenstock
aus einem annähernd vertikalen Kanal besteht und aus einem Knie, welches mit einer
Blasdüse in Verbindung steht, die ihrerseits im wesentlichen horizontal in der Verlängerung
einer im Bereich des Gestells in den Ofen einmündenden Windform montiert ist, gekennzeichnet
durch einen Stopfen mit kegelstumpfförmigem Vorderteil, welcher im Knie in einer
axialen Richtung in Bezug zur Blasdüse und zur Windform verschieblich ist und an
der Extremität eines rohrartigen Stössels montiert ist, welcher einen Zugangsdeckel
durchquert und aussen mit Mitteln verbunden ist um ihm eine hin- und hergehende
Bewegung zu vermitteln.
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Das Messen des Durchsatzes in einem jeden der Düsenstöcke gestattet
es diejenigen Stellen zu ermitteln, an denen der Heisswinddurchsatz intensiver oder
weniger intensiv ist. Demzufolge erhält der überschüssige Heisswind durch Drosselung
der grossen Durchsätze die Tendenz, den Windformen mit kleinerem Durchsatz zuzuströmen.
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Anders ausgedrückt stimuliert man die weniger aktiven Stellen, sodass
die Führung des Ofens gleichförmiger wird und letzterer unter den optimalen Bedingungen
arbeiten kann.
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Zur Verhinderung eines zu grossen Druckabfalls ist es vorteilhaft,
eine Erweiterung des inneren Kanals um den Stopfen herum vorzusehen, sodass, in
offener Stellung, der ringförmige Oeffnungsquerschnitt um den Stopfen herum grösser
ist als der kreisförmige Querschnitt des durch den Düsenstock hindurchgehenden Kanals.
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Die Wandung des Stössels ist vorzugsweise auf ihrer ganzen Länge
hohl und ausserhalb des Düsenstockes an einen Kühlkreislauf angeschlossen.
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Der vom Stössel durchquerte Deckel umfasst eine Hohlkammer, welche
ebenfalls an einen Kühlkreislauf angeschlossen ist.
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Der Stössel durchquert den Deckel im Bereich einer Lagerung, welcher
eine Kammer vorgeordnet ist, in welche in geringen Mengen Kaltluft eingeblasen wird,
wobei diese Kaltluft aus einer Mischkammer zugeführt wird, welche dazu bestimmt
ist, dem Heisswind Kaltluft zuzumischen zwecks Stabilisierung der Temperatur des
Heisswinds.
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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 zeigen: Figur 1, eine schematische Ansicht,
teilweise im Längsschnitt rdes unteren Teils eines Düsenstocks mit einer erfindungsgemässen
Vorrichtung; Die Figuren 2, 3 und 4 im Längsschnitt Ansichten im Bereich des Knies,in
welchen der Drosselstopfen sich in geschlossener Stellung befindet, bzw. einer Zwischenstellung,
bzw. in offener Stellung.
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Die Figur 1 zeigt den unteren Teil eines Düsenstockes, welcher im
wesentlichen aus einer vertikalen oder etwas schrägen Leitung 12 besteht und über
ein Knie 10 an einen im wesentlichen horizontalen Abschnitt angeschlossen ist, der
seinerseits aus einer an einer Windform 16 angelenkten Blasdüse 14 besteht. Die
Windform 16 ist in einer Glocke 18 eingeklemmt, welche an der Aussenpanzerung 20
eines nicht gezeigten Ofens befestigt ist. Der Düsenstock wird durch einen inneren
Kanal 22 durchquert, welcher von einer feuerfesten Auskleidung umgeben ist. Dieser
leicht konvergente Kanal 22 leitet den Heisswind aus einer nicht gezeigten Ringleitung
jeder der Windformen 16 zu. Das Knie 10 weist
im allgemeinen eine
axiale Bohrung 26 in der Verlängerung der Achse der Blasdüse 14 und der Windform
16 auf und ist an der von der Windform 16 abgelegenen Seite mittels eines abnehmbaren
Deckels 28 verschlossen. Dieser Deckel 28 weist im allgemeinen ein Sehloch auf zur
Inspektion des Ofeninnern durch das Knie 10, die Blasdüse 14 und die Windform 16.
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Erfindungsgemäss ist am Schnittpunkt des absteigenden Teils des Kanals
22 und des horizontalen Teils ein Drosselstopfen 30 vorgesehen. Dieser Stopfen 30,
welcher aus gegossenem feuerfesten Material bestehen kann, welches widerstandsfähig
gegen hohe Temperaturen und gegen Verschleiss ist, umfasst einen zylindrischen Teil
entsprechend der Form der Bohrung 26 im Knie 10, sowie einen vorderen, kegelstumpfförmigen
Teil, welcher einer konvergenten Formgebung des feuerfesten Teils 24 des Knies 10
angepasst ist.
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Der Stopfen 30 ist auf die innere Extremität eines Stössels 32 montiert,
welcher den Deckel 28 durchquert und aussen mit einem Betätigungsmechanismus, durch
einen dübel 34 symbolisiert, zusammenwirkt für die Längsverschiebung des Stopfens
30 zwischen einer geschlossenen Stellung, in Vollinien dargestellt, und einer offenen
Stellung, welche strichpunktiert dargestellt ist. Dieser Stössel 32 ist rohrförmig
und axial fluchtend mit der Achse 0 der Blasdüse 14 und der Windform 16 angeordnet,
sodass es immer möglich ist, das Innere des Ofens vor der Windform 16 durch ein
Sehloch 36 zu beobachten. Die Wandung des rohrförmigen Stössels 32 ist doppelt oder
vorzugsweise dreifach, so wie in Figur 1 dargestellt, wodurch ein Anschluss des
Stössels an einen Kühlkreislauf möglich ist, welcher durch die Pfeile 38 symbolisiert
ist. Der Deckel 28, welcher vom Stössel 32 im Bereich eines Lagers 42 durchquert
wird, umfasst ebenfalls eine kreisförmige Kühlkammer 40 um die Lagerung 42 herum,
welche an einen durch die Pfeile 44 symbolisierten Kühlkreislauf angeschlossen ist.
Die Dichtheit nach aussen wird gewährleistet durch eine Dichtpackung 46 im Bereich
eines äusseren, an den
Deckel 28 angeschweissten Rohrstücks 48.
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Die Lagerung 42 dient der Führung des Stössels 32 und nimmt keine
Dichtfunktion wahr, sie hält jedoch die Verunreinigungen und den Heisswind ab. In
der Wahrnehmung dieser letzteren Funktion wird sie unterstützt durch das gegensinnige
Einblasen einer kleinen, durch den Pfeil 52 symbolisierten Menge Kaltluft, wozu
eine Kammer 50 vor der Lagerung 42 dient. Diese Luftmenge wird vorzugsweise einer
nicht gezeigten Mischkammer entnommen, in welcher dem Heisswind die notwendige Menge
Kaltluft zugemischt wird zur Stabilisierung der Heisswindtemperatur auf einen vorbestimmten
Wert. Dies hat desweiteren den Vorteil, dass für das gegensinnige Einblasen durch
die Lagerung 42 keine Verdichtung notwendig ist, da der Druckabfall dieser Luftmenge
bis in die Kammer 50 etwas unterhalb desjenigen liegt, welcher der Heisswind zwischen
der Mischkammer und dem Knie 10 erleidet.
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Um zu verhindern, dass eine Ablagerung von Staub auf dem Stössel
32 im Innern des Knies ein Fressen des Lagers 42 durch Verschieben des Stössels
32 hervorruft: wird vorzugsweise um diesen herum im Innern des Deckels 28 ein Abstreifer
54, vorzugsweise in schwimmender Ausführung, vorgesehen, welcher mit einer elastischen
Zunge versehen sein kann. Um nicht alles demontieren zu müssen ist es vorteilhaft,
einen nicht gezeigten Pfropfen unter dem Abstreifer 54 vorzusehen, um die durch
den Pfeil 58 symbolisierte Entleerung des an dieser Stelle angefallenen Schmutzes
zu ermöglichen.
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Die Verbindung zwischen dem Stössel 32 und dem Betätiaungsbügel 34
ist, wie in Figur 1 dargestellt ist im Bereich von zwei parallelen Einschnitten
im Stössel verwirklicht. Dies ermöglicht nicht nur ein einfaches Entfernen des Betätigungsbügels
34, sondern auch, wegen dem Nichtvorhandensein einer Schulter am Stössel 32, eine
einfache Demontage dieses letzteren und des Rohrstücks 28.
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Die Figuren 2 bis 4 zeigen drei verschiedene Stellungen des Drosselstopfens
30. In der vorgeschobenen Stellung nach Figur 2 ist der Durchlass zwischen dem absteigenden
Teil und dem horizontalen Teil des Kanals 22 fast ganz geschlossen. Wie aus dieser
Figur 2 hervorgeht, ist der zylindrische Teil des Stopfens 30 genügend lang um den
ganzen Querschnitt des absteigenden Teils des Kanals 22 zu verschliessen, wodurch
die Wirkung der Abstrahlung des Heisswindes auf den Deckel 28 vermindert wird.
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Figur 3 zeigt eine Zwischenstellung entsprechend einer mehr oder
weniger grossen Verminderung des Heissluftdurchlasses durch den Kanal 22, während
in der Stellung des Stopfens 30 nach Figur 4 der Maximaldurchsatz an Heisswind den
Kanal im Bereich des Knies 10 durchströmen kann.
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Es sei darauf hingewiesen, dass der Kanal 22, im Schnittpunkt seines
absteigenden Teils und seines horizontalen Teils, im Bereich des Stopfens 30 eine
Erweiterung 56 aufweist. Diese Erweiterung 56 ist so gross, dass der Durchlassquerschnitt
in der Stellung des Stopfens 30 gemäss Figur 4 mindestens so gross ist wie der Querschnitt
des absteigenden Teils des Kanals 22, damit der Stopfen 30 keinen Druckabfall in
seiner Stellung nach Figur 4 hervorruft.
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