DE3419769C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Heißwinddurchsatzes eines Schachtofens, insbesondere Hochofens, mit einer Düsenstockbestückung, wobei jeder Düsenstock ein Knie aufweist, welches mit einer Blasdüse in Ver­ bindung steht, die ihrerseits im wesentlichen horizontal in der Verlängerung einer im Bereich des Gestells in den Ofen einmünden­ den Windform montiert ist, und wobei der Durchsatz des Düsen­ stockes durch ein Drosselorgan veränderbar ist.

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 wer­ den. Die Verteilung des Heißwindes auf die verschiedenen Wind­ formen ist nicht gleichmäßig und gleichförmig auf Grund einer Asymmetrie der Schmelzzone des Ofens. Die asymmetrische Schmelz­ zone entsteht durch ein unkontrolliertes Absinken des Füllguts, wodurch vor jeder Windform unterschiedliche Druckabfälle ent­ stehen und deswegen ein unterschiedlicher Heißwinddurchsatz von einer Windform zur andern. Dies hat zur Folge, daß der Heißwind­ durchsatz einer Windform sich um 20 bis 100% von demjenigen einer anderen Windform unterscheiden kann. Da Brennstoffe mit dem Sauerstoff des Heißwindes verbrannt werden, müssen ihre Ein­ blasmengen dem Heißwinddurchsatz jeder Windform angepaßt wer­ den.

In der Zeitschrift "Conti Elektro Berichte", April/Juni 1960, Seiten 86-88, ist deshalb vorgeschlagen, die Heißwinddurchsätze der Düsenstöcke mittels in die Stichleitungen eingebauter Dros­ selklappen einzeln derart zu steuern, daß die Durchsätze ver­ gleichmäßigt werden.

Das Messen des Durchsatzes in einem jeden der Düsenstöcke ge­ stattet es, diejenigen Stellen zu ermitteln, an denen der Heiß­ winddurchsatz intensiver oder weniger intensiv ist. Demzufolge erhält der überschüssige Heißwind durch Drosselung der großen Durchsätze die Tendenz, den Windformen mit kleinerem Durchsatz zuzuströmen. Anders ausgedrückt stimuliert man die weniger akti­ ven Stellen, so daß die Führung des Ofens gleichförmiger wird und letzterer unter den optimalen Bedingungen arbeiten kann.

Die DE-PS 6 00 299 behandelt gleichfalls die Ungleichmäßigkeiten des Ofenganges. Dort werden die von den einzelnen Blasformen erzeugten Oxidationsräume betrachtet. Sie sollen zur Anpassung an die wechselnden Verhältnisse in ihrer Form verändert werden mittels im Windstrom der Blasformen in der Blasform und in den Ofen hinein längsverschiebbarer Verdrängungskörper von kegeliger Gestalt, die an einer durch die Blasform ragenden Führungsstange so angeordnet sind, daß die Kegelspitze dem Windstrom entgegen­ gerichtet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte, aus der Zeitschrift "Conti Elektro Berichte" bekannte Vorrich­ tung mit einem Drosselorgan zu versehen, das eine zweckmäßigere Materialauswahl gestattet als die Drosselklappe.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck durch einen Stopfen mit kegelstumpfförmigem Vorderteil erfüllt, welcher im Knie in axialer Richtung in Bezug zur Blasdüse und zur Windform ver­ schieblich ist und am Ende eines Stößels montiert ist, welcher einen Deckel durchquert und außen mit Mitteln verbunden ist, um ihm eine hin- und hergehende Bewegung zu vermitteln.

Der Stopfen kann beispielsweise auch aus gegossenem feuerfestem Material bestehen.

Zur Verhinderung eines zu großen Druckabfalls ist es vorteil­ haft, eine Erweiterung des Kanals des Knies um den Stopfen herum vorzusehen, so daß, in offener Stellung, der ringförmige Öffnungsquerschnitt um den Stopfen herum größer ist als der kreisförmige Querschnitt des durch den Düsenstock hindurchgehen­ den Kanals.

Die Wandung des Stößels ist vorzugsweise auf ihrer ganzen Länge hohl und außerhalb des Düsenstockes an einen Kühlkreislauf angeschlossen.

Der vom Stößel durchquerte Deckel umfaßt eine Hohlkammer, welche ebenfalls an einen Kühlkreislauf angeschlossen ist.

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 zuzu­ mischen zwecks Stabilisierung der Temperatur des Heiß­ winds.

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:

Fig. 1, eine schematische Ansicht, teilweise im Längsschnitt, des unteren Teils eines Düsenstocks mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Die Fig. 2, 3 und 4 im Längsschnitt Ansichten im Bereich des Knies, in welchen der Drosselstopfen sich in geschlossener Stellung befindet bzw. einer Zwischen­ stellung bzw. in offener Stellung.

Die Fig. 1 zeigt den unteren Teil eines Düsen­ stockes, 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 Wind­ form 16 ist in einer Glocke 18 eingeklemmt, welche an der Außenpanzerung 20 eines nicht gezeigten Ofens be­ festigt ist. Der Düsenstock wird durch einen inneren Kanal 22 durchquert, weicher von einer feuerfesten Aus­ kleidung 24 umgeben ist. Dieser leicht konvergente Kanal 22 leitet den Heißwind aus einer nicht gezeigten Ring­ leitung 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.

Erfindungsgemäß ist am Schnittpunkt des absteigen­ den 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 Ver­ schleiß ist, umfaßt einen zylindrischen Teil entsprechend der Form der Bohrung 26 im Knie 10, sowie einen vorderen, kegelstumpfförmigen Teil, welcher einer konvergenten Form­ gebung des feuerfesten Teils 24 des Knies 10 angepaßt ist.

Der Stopfen 30 ist auf die innere Extremität eines Stößels 32 montiert, welcher den Deckel 28 durchquert und außen mit einem Betätigungsmechanismus, durch einen Bügel 34 symbolisiert, zusammenwirkt für die Längsver­ schiebung 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 O der Blasdüse 14 und der Windform 16 angeordnet, so daß es immer möglich ist, das Innere des Ofens vor der Wind­ form 16 durch ein Sehloch 36 zu beobachten. Die Wandung des rohrförmigen Stößels 32 ist doppelt oder vorzugsweise dreifach, so wie in Fig. 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 Kühl­ kammer 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.

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 des weiteren den Vorteil, daß für das gegensinnige Einblasen durch die Lagerung 42 keine Verdichtung notwendig ist, da der Druckabfall dieser Luft­ menge bis in die Kammer 50 etwas unterhalb desjenigen liegt, welcher der Heißwind zwischen der Mischkammer und dem Knie 10 erleidet.

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 Aus­ führung, vorgesehen, welcher mit einer elastischen Zunge versehen sein kann. Um nicht alles demontieren zu müssen, ist es vorteilhaft, einen nicht gezeigten Propfen unter dem Abstreifer 54 vorzusehen, um die durch den Pfeil 58 symbolisierte Entleerung des an dieser Stelle angefallenen Schmutzes zu ermöglichen.

Die Verbindung zwischen dem Stößel 32 und dem Betätigungsbügel 34 ist, wie in Fig. 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 48.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen drei verschiedene Stel­ lungen des Drosselstopfens 30. In der vorgeschobenen Stel­ lung nach Fig. 2 ist der Durchlaß zwischen dem absteigen­ den Teil und dem horizontalen Teil des Kanals 22 fast ganz geschlossen. Wie aus dieser Fig. 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.

Fig. 3 zeigt eine Zwischenstellung entsprechend einer mehr oder weniger großen Verminderung des Heißluft­ durchlasses durch den Kanal 22, während in der Stellung des Stopfens 30 nach Fig. 4 der Maximaldurchsatz an Heiß­ wind den Kanal im Bereich des Knies 10 durchströmen kann.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Kanal 22, im Schnittpunkt seines absteigenden Teils und seines hori­ zontalen Teils, im Bereich des Stopfens 30 eine Erweite­ rung 56 aufweist. Diese Erweiterung 56 ist so groß, daß der Durchlaßquerschnitt in der Stellung des Stopfens 30 gemäß Fig. 4 mindestens so groß ist wie der Quer­ schnitt des absteigenden Teils des Kanals 22, damit der Stopfen 30 keinen Druckabfall in seiner Stellung nach Fig. 4 hervorruft.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Beeinflussung des Heißwinddurchsatzes eines Schachtofens, insbesondere Hochofens, mit einer Düsenstockbestückung, wobei jeder Düsenstock ein Knie aufweist, welches mit einer Blasdüse in Verbindung steht, die ihrerseits im wesentlichen horizontal in der Verlängerung einer im Bereich des Gestells in den Ofen einmündenden Wind­ form montiert ist, und wobei der Durchsatz des Düsenstockes durch ein Drosselorgan veränderbar ist, gekennzeichnet durch einen Stopfen (30) mit kegelstumpfförmi­ gem Vorderteil, welcher im Knie (10) in axialer Rich­ tung in Bezug zur Blasdüse (14) und zur Windform (16) ver­ schieblich ist und am Ende eines Stößels (32) montiert ist, welcher einen Deckel (28) durchquert und außen mit Mitteln (34) verbunden ist, um ihm eine hin- und hergehende Bewegung zu vermitteln.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Erweiterung (56) des Kanals (22) des Knies (10) um den Stopfen (30) herum in der Weise, daß in der offenen Stellung der Querschnitt der ringförmigen Öffnung um den Stopfen (30) herum größer ist als der kreis­ förmige Querschnitt des den Düsenstock durchquerenden Kanals (22).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des Stößels (32) auf der ganzen Länge bis zum vorderen Ende des Stopfens (30) ein Kühlkreislauf vorge­ sehen ist, welcher an eine Kühlleitung (38) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Stößel (32) durchquerte Deckel (28) eine Hohlkam­ mer (40) aufweist, welche an einen Kühlkreislauf (44) ange­ schlossen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine im Deckel (28) um den Stößel (32) herum vorgesehene Lagerung (42), der außen eine Kammer (50) vorgeordnet ist, in welche aus einer Mischstation zur Zu­ mischung von Kaltluft zum Heißwind zwecks Stabilisierung der Temperatur des letzteren entnommene Kaltluft (52) eingeblasen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen an der Innenseite des Deckels (28) um den Stößel (32) herum angeordneten Abstreifer (54).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (32) innen hohl ist und der Hohlraum axial fluchtend mit der Achse O der Blasdüse (14) durch den Drossel­ stopfen (30) in den Heißwindkanal einmündet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Entleerungspfropfen unter dem Ab­ streifer (54).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verschieben des Stößels (32) aus einem Bügel (34) bestehen, welcher gleitend mit zwei parallelen Ein­ schnitten im Stößel zum Eingriff bringbar ist.