DE3706654A1 - Schachtofen-beschickungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschickungsanlage für einen mit einer Füllgut-Verteilerschurre ausgerüs­ teten Schachtofen, welche mehrere Vorratsbunker aufweist, ein Schleusensystem für die Zuspeisung des Füllguts auf die Verteilerschurre, sowie einen Klappenkasten, welcher am Kopf des Ofens montiert ist und ein durch eine Dosierklappe und eine Abdichtklappe gesteuertes Ablauf­ rohr umfasst.

Bei den Anlagen dieser Art, welche im betreff­ enden Fachgebiet auch als "glockenlose Gicht" bezeichnet werden, gibt es zwei verschiedene Bauarten. Die konven­ tionnelle Bauart wird im Patent US 3 69 38 112 beschrieben. Diese umfasst zwei Vorratsbunker, welche beiderseits der vertikalen Achse des Ofens und oberhalb von diesem nebeneinander angeordnet und durch eine schiefe Ebene mit einem vertikalen Auslaufkanal oberhalb der Verteilerschurre verbunden sind.

Die zweite, neuere Anlagenbauart wird im Dokument EP-O 0 62 770 beschrieben. Diese, besser unter dem Namen "central feed" bekannte Anlage ist gekennzeichnet durch zwei Bunker, welche übereinander und symmetrisch um die Ofenachse herum montiert sind und von denen einer als Abdichtschleusenkammer fungiert.

Jede dieser beiden Anlagenbauarten besitzt jeweils gegenüber der anderen typische Vor- und Nach­ teile, wobei die Besonderheit darin besteht, dass die Vorteile der einen im allgemeinen die Nachteile der anderen sind, und umgekehrt. So besteht einer der Vor­ teile der herkömmlichen Anlage darin, dass die beiden Bunker alternierend arbeiten, das heisst, dass der eine gefüllt wird, während der andere geleert wird. Dies ermöglicht, abgesehen von der verhältnismässig kurzen Zeit für die Betätigung der Klappen sowie die Druckbeauf­ schlagung und Druckentlastung, einen quasi-kontinuier­ lichen Beschickungsbetrieb. Im Gegensatz hierzu muss bei der Anlage mit zwei übereinander angeordneten Bunkern gemäss dem Patent EP-O 0 62 770 der Beschickungsvorgang während dem Transfer des Füllguts aus dem oberen nach dem unteren Bunker unterbrochen werden.

Einer der Nachteile der herkömmlichen Anlage mit zwei nebeneinander angeordneten Bunkern besteht darin, dass letztere alle beide als Schleusenkammer ausgebildet sein müssen, so dass es notwendig ist, ausser den beiden Dosierklappen auch zwei Paar Abdichtklappen vorzusehen. Bei der zweiten Anlagenbauart hingegen ist nur einer der beiden Bunker als Schleusenkammer ausgeführt, so dass sich die Klappenanzahl vermindert.

Ein anderer Nachteil der Anlage mit zwei nebeneinander angeordneten Schleusenkammern besteht darin, dass das Auslaufen des Füllguts auf die schiefe Ebene der Füllgutfallbahn eine horizontale Komponente vermittelt, wodurch sich der Auftreffpunkt des Füllguts auf die Verteilerschurre entsprechend der jeweiligen Stellung dieser letzteren und in Abhängigkeit davon, welche Schleusenkammer gerade entleert wird, verändert, woraus eine unregelmässige oder asymmetrische Verteilung des Füllguts im Ofen resultiert. Bei der Anlagenbauart mit zwei übereinander geordneten Bunkern jedoch erfolgt das Auslaufen des Füllguts vertikal und symmetrisch in bezug zur zentralen Achse des Ofens, was eine regel­ mässigere Verteilung im Innern des Ofens ermöglicht.

Einer der Nachteile der Anlage mit zwei überein­ ander geordneten Bunkern besteht, aufgrund der Anordnung der Bunker übereinander, in ihrer relativ grossen Höhe. Aus diesem Grund besteht die Tendenz, mit dem Zweck die Gesamthöhe zu vermindern, breitere und weniger hohe Bunker vorzusehen. Hierdurch wird jedoch ein anderes bekanntes Problem verschärft, nämlich dasjenige der Entmischung der Partikel, das heisst ihre Trennung entsprechend ihrer Körnung, im Innern des Bunkers. Dieses, im Luxemburger Patent Nr. 85 810 im einzelnen besprochene Phänomen inten­ siviert sich mit der Vergrösserung des Bunkerdurchmessers und manifestiert sich ausgeprägter bei der zweiten Anlagenbauart, da sich hier die Wirkungen der Entmischung in jedem der beiden Bunker addieren, so dass das gesamte Ausmass der Entmischung schliesslich grösser ist. Im Gegensatz hierzu tritt bei der Anlagenbauart mit zwei nebeneinander angeordneten Bunkern das Entmischungs­ phänomen weniger in Erscheinung aufgrund des Umstandes, dass die Bunker höher und schlanker ausgelegt werden können. Desweiteren besteht kein Additionseffekt für eine Entmischung in den beiden Bunkern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ausgehend von einer Anlage der eingangs erwähnten Gattung, eine neue Beschickungsanlage vorzuschlagen, welche gleichzeitig die Vorteile der Anlage mit zwei nebeneinander angeordneten Bunkern und diejenigen der Anlage mit übereinander an­ geordneten Bunkern aufweist und infolgedessen nicht die weiter oben beschriebenen Nachteile aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die vorgeschlagene Anlage im wesentlichen gekennzeichnet durch mindestens zwei nebeneinander angeordnete Bunker, welche horizontal zwischen einer ersten, mit der vertikalen Achse des Ofens fluchtenden Stellung zum Entladen des Füllguts auf die Verteilerschurre, und einer zweiten, seitlich von der vertikalen Achse des Ofens versetzten Stellung, in welcher ihre Beschickung erfolgt, verlagert werden können.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Bunker auf einer drehbaren Plattform montiert, welche um eine vertikale, zur vertikalen Ofenachse parallele Achse rotieren kann.

Durch diese Anordnung ist es möglich, einen der Bunker zu beschicken und simultan den anderen zu ent­ leeren, wonach ihre Stellungen vertauscht werden. Durch diese Anordnung ist es zwar noch nicht möglich, die Kontinuität der bekannten Anlage mit zwei nebeneinander angeordneten Bunkern zu erreichen, und zwar wegen der notwendigen Zeit für die Drehung der Plattform und das Vertauschen der Bunkerstellungen, jedoch findet der Betriebablauf schneller statt als bei der Anlage mit zwei übereinander angeordneten Bunkern, da man die Zeit gewinnt, welche benötigt wird zum Tranferieren des Füllguts aus dem oberen nach dem unteren Bunker. Im übrigen weist die vorgeschlagene Anlage alle Vorteile der zentralen Beschickung der Anlage mit übereinander an­ geordneten Bunkern auf, da der in der Entleerungsphase befindliche Bunker sich immer auf der vertikalen Achse des Ofens befindet. Man sieht sich auch nicht mehr den durch die Höhe der Anlage gegebenen Problemen gegenübergestellt, wodurch es möglich ist, durch eine geeignetere und schlankere Form der Bunker das Ent­ mischungsphänomen zu vermindern.

Jeder Bunker weist eine obere Abdichtklappe und eine untere Verschlussklappe auf.

Die dichte Verbindung zwischen dem sich in der ersten Stellung befindlichen Bunker und dem Klappenkasten wird realisiert durch das Hochheben des Klappenkastens, was durch die Entspannung eines zwischen dem Klappen­ kasten und dem Ofenkopf vorgesehenen Kompensators möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1, eine schematische Gesamtansicht, teil­ weise im Längsschnitt, einer erfindungsgemässen Anlage mit zwei rotativen Vorratsbunkern;

Fig. 2, eine schematische Draufsicht auf die Anordnung der beiden Bunker am Ofenkopf;

Fig. 3 bis 5, durch Längsschnitte durch den Klappenkasten die verschiedenen Phasen des Anschlusses dieses letzteren an einen Vorratsbunker.

Fig. 1 zeigt das Oberteil eines Schachtofens 20, in dessen Kopf eine Füllgut-Verteilerschurre 22 montiert ist, welche durch eine an sich bekannte Antriebsvor­ richtung 20 betätigt wird, um die Schurre 22 um die vertikale Achse O zu drehen sowie ihre Winkelstellung in bezug zu dieser Achse zu adjustieren. Oberhalb der Antriebsvorrichtung 24 befindet sich ein Klappenkasten 26 von der Art,wie er in der Patentanmeldung Nr. EP-O 0 62 770 illustriert ist.

Oberhalb des Ofens 20 befinden sich zwei Vorrats­ bunker 28 und 30, welche nach einem der erfindungs­ gemässen Kennzeichen durch Rotation um eine zur zentralen Achse O des Ofens parallele vertikale Achse X zwischen einer Beschickungsstellung, in welcher der Bunker 28 dargestellt ist, und einer Entleerungsstellung, in welcher der Bunker 30 dargestellt ist, verlagert werden können. Zu diesem Zweck werden die beiden Bunker 28 und 30 in einem Korb 32 in Form einer Doppelgabel, (siehe auch Fig. 2) getragen,welcher auf einer rotativen Platt­ form 34 ruht; letztere wird von einem Motor 36 betätigt und ruht auf einem vom Kopf des Ofens 20 getragenen Gerüst 38. Die beiden Bunker 28 und 30 ruhen nicht direkt auf dem Korb 32, sondern sie werden, jeder von ihnen, von diesem unter Zwischenschaltung von drei Gruppen von Kraftmessern 40 und Federn getragen, welche es in an sich bekannter Weise ermöglichen, den Inhalt eines jeden Bunkers 28 und 30 permanent zu überwachen für die auto­ matische Steuerung der Klappenbetätigung.

Das Füllgut wird mittels eines Transportbandes 42 in einen Trichter 44 gegeben, welcher sich oberhalb des in Beschickungsstellung befindlichen Bunkers, in diesem Fall des Bunkers 28, befindet. Der Trichter 44 ist an einem Querträger 46 aufgehängt, welcher horizontal an einer rotativen axialen Stange 48 befestigt ist, wobei letztere durch einen Motor 50 in Drehung versetzt wird. Die Rotation des Trichters 44 während seiner Beschickung ermöglicht eine merkliche Verminderung des Ent­ mischungsphänomens der vom Transportband 42 in den Trichter entleerten Partikel. Eine vertikale, gegenüber dem Transportband 42 befestigte Platte 52 sowie ein an der unteren Extremität der Stange 48 befestigter Teller 54, welcher in vertikaler Richtung mit Hilfe eines Hub­ zylinders verstellt werden kann, sind zusätzliche Mass­ nahmen, welche das Entmischungsphänomen in diesem Trichter 44 vermindern. Die vertikale Stellung des Tellers 54 wird in Funktion des Füllgutstandes im Trichter 44 geregelt, wobei dieser Stand durch an sich bekannte Niveausonden gemessen wird. Er wird so betätigt, dass in Funktion des zugeführten Füllgutes ein mehr oder weniger konstantes Volumen im Trichter 44 gehalten wird.

Die vorgesehenen Massnahmen zur Verminderung der Entmischung im Innern der Vorratsbunker 28 und 30 bestehen aus einem oder mehreren, im Innern der Bunker auf der Achse befestigten Tellern 56, wodurch eine Ver­ teilung des aus dem Trichter 44 herunterfallenden Füllguts hervorgerufen wird, wie sie im Fall des Bunkers 28 illustriert ist. Andere Massnahmen, wie zum Beispiel von der Art wie sie im Luxemburger Patent Nr. 85 810 vorgeschlagen werden, können vorgesehen werden.

Die Referenzzahl 58 bezeichnet eine Druckaus­ gleichleitung für die Druckbeaufschlagung des in Ent­ leerungsstellung befindlichen Bunkers, in diesem Fall des Bunkers 30, vor der Öffnung der Klappen für die Ent­ leerung auf die Verteilerschurre 22, und zur Entlüftung dieses gleichen Bunkers nach dem Schliessen der Abdicht­ klappen und vor dem Vertauschen der Stellungen der beiden Bunker 28 und 30. Um die Druckbeaufschlagungsphase der Bunker zu beschleunigen, ist jeder von ihnen (für den Bunker 28 nicht dargestellt) mit einer Umgehungsleitung 60 versehen, welche das Unterteil der Bunker direkt mit ihrem Oberteil verbindet. Die Leitung 58 muss mit karda­ nischen Kompensatoren versehen sein, um der Abhebe­ bewegung der Klappe 26 sowie der Bewegung des Ofens 20 folgen zu können.

Fig. 2 illustriert schematisch zusätzliche Montagedetails der beiden Bunker 28 und 30. Das in Fig. 1 mit 38 bezeichnete Gerüst besteht effektiv aus drei Pfeilern 62, 64, 66, welche sich auf dem Kopf des Ofens 20 abstützen und eine horizontale Plattform 68 tragen. Der vom Motor 36 angetriebene Drehkranz 34 ruht unter Zwischenschaltung von nicht dargestellten Lagern auf dieser Plattform 68. Evakuierungsleitungen für die Ab­ leitung der heissen Gase aus dem Ofen 20 sind durch die Referenzzahlen 70 dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Rotation des Korbes 32 um die vertikale Achse X und die Vertauschung der Stellungen der Bunker von diesen Leitungen 70 nicht behindert werden, da diese in bezug zur Vertikalen geneigt sind.

Um den ordnungsgemässen Betrieb der vorgeschlagenen Anlage zu gewährleisten, müssen Mittel vorgesehen sein, um jeden der Bunker 28 und 30 dicht mit dem Klappenkasten 26 zu verbinden. Diese Mittel sind durch Teillängsschnitte durch den Klappenkasten 26 in den Fig. 3 bis 5 illustriert.

Um eine dichte und schnelle Befestigung zwischen jedem der Bunker 28 und 30 und dem Klappenkasten 26 zu ermöglichen, ist letzterer in vertikaler axialer Richtung beweglich und zu diesem Zweck mittels eines Kompensators 78 mit dem Gehäuse 80 des Antriebsmechanismus 24 der Schurre 22 verbunden (siehe auch Fig. 1). Dieser Kompen­ sator 78 ist mehreren, vorzugsweise drei, Positionier­ zylindern 82 zugeordnet, welche jeder einen unter der Wirkung einer Druckfeder 86 stehendenlängsverschieb­ lichen Kolben 84 enthalten. Unter der Wirkung dieser Feder 86 und des Gewichtes des Klappenkastens 26 ruht letzterer normalerweise auf den Zylindern 82, wobei der Kompensator 78 sich in seiner zusammengedrückten Stellung befindet. Die Feder 86 ist übrigens notwendig zur Kompen­ sation der Schubkraft des Ofens, wenn kein Bunker auf dem Kasten 26 ruht.

Der Klappenkasten 26 weist ebenfalls eine obere ringförmige Dichtfläche 94 auf, um welche herum mehrere, vorzugsweise drei, Hydraulikzylinder 88 befestigt sind. Jeder von diesen besitzt einen Kolben mit vertikaler Stange mit einem vergrösserten, zylindrischen Kopf 92.

Fig. 3 illustriert die Anlage während der Rota­ tionsphase der beiden Vorratsbunker, wo das Oberteil des Klappenkastens 26 frei liegt, wobei die beiden Klappen 74 und 76 geschlossen sein müssen. Es ist übrigens sicher­ heitshalber möglich, eine Vorrichtung vorzusehen, welche die Rotation der Bunker 28 und 30 verunmöglicht, wenn die Klappen 74 und 76 nicht geschlossen sind.

Jeder der Bunker 28 und 30 besitzt an seiner Basis an Stellen, welche der Lage der Hydraulikzylinder 88 entsprechen, Ausleger 98 mit Aussparungen von dem Kopf 92 der Kolbenstangen 90 komplementären Form. Wird einer der Bunker, beispielsweise der Bunker 30, durch Rotation in Entleerungsstellung, wie in Fig. 4 dargestellt, gebracht, so schiebt sich eine jede der Aussparungen 96 über die entprechenden Köpfe 92 der Hydraulikzylinder 98.

Der untere Auslaufrohrstutzen eines jeden der beiden Bunker 28 und 30 ist mit einer kreisförmigen Dichtfläche 100 versehen, welche der oberen Dichtfläche 94 des Klappenkastens 26 entspricht, wobei diese beiden Dichtflächen 94 und 100 eine komplementäre Form haben, z.B. gewölbt und konkav. Mit der Referenzzahl 102 ist eine Druckgasleitung bezeichnet, welche im zentralen Bereich der oberen Dichtfläche einmündet und deren Zweck es ist, eine Reinigung der Dichtfläche zu gewährleisten und zur Dichtheit beizutragen durch das gegensinnige Einblasen eines Druckgases.

Fig. 5 illustriert die Verbindung zwischen dem Bunker 30 und dem Klappenkasten 26. Diese Verbindung wird verwirklicht durch Zufuhr von Hydraulikfluid in die Zylinder 88, zur Kolbenstangenseite, bis die Dichtflächen 94 und 100 in gegenseitigem Berührungskontakt sind. Das Hochheben des Klappenkastens 26 geschieht durch Ver­ schieben der Kolben 84 in den Positionierzylindern 82 durch Kompression der Feder 86 und Entspannung des Kompensators 78.

Das Lösen des Bunkers 30 vom Klappenkasten 26 umfasst die gleichen Operationen in umgekehrter Reihenfolge wie bei der Verbindungsoperation, welche vorstehend mit Bezug auf die Fig. 3 bis 5 beschrieben wurde.

Da jeder der beiden Bunker 28 und 30 bei der Rotation um die Achse X vom Klappenkasten 26 gelöst ist, müssen sie notgedrungen eine untere Verschlussklappe 104 aufweisen zum Zurückhalten des Füllguts. Jeder der beiden Bunker 28 und 30 weist desweiteren, genau wie die herkömm­ lichen Vorratsbunker gemäss dem Stand der Technik, eine obere Dichtklappe 106 auf.

Es sei bemerkt, dass man, anstatt nur zwei Bunker, wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausgestaltungsbeispiel, deren auch drei oder sogar mehr vorsehen kann, wodurch die notwendige Rotationszeit ver­ mindert wird.

Claims (7)

1. Beschickungsanlage für einen mit einer Füll­ gut-Verteilerschurre (22) ausgerüsteten Schachtofen, welche mehrere Vorratsbunker (28, 30) aufweist, ein Schleusensystem für die Zuspeisung des Füllguts auf die Verteilerschurre (22), sowie einen Klappenkasten (26), welcher am Kopf des Ofens (20) montiert ist und ein durch eine Dosierklappe (74) und eine Abdichtklappe (76) gesteuertes Ablaufrohr umfasst, gekennzeichnet durch mindestens zwei nebeneinander angeordnete Bunker (28, 30), welche horizontal zwischen einer ersten, mit der vertikalen Achse (O) des Ofens (20) fluchtenden Stellung zum Entleeren des Füllguts auf die Verteilerschurre (22), und einer zweiten, seitlich von der vertikalen Achse (O) des Ofens (20) versetzten Stellung, in welcher ihre Beschickung erfolgt, verlagert werden können.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Bunker (28, 30) auf einer rotativen Plattform (34) montiert sind, welche um eine zur verti­ kalen Achse (O) des Ofens (20) parallele vertikale Achse (X) rotieren kann.

3. Anlage nach einem der Ansprüch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bunker (28, 30) unter Zwischenschaltung mehrerer Gruppen von Kraftmess­ dosen (40) und Federn von einem Korb (32) getragen werden, welcher seinerseits auf der rotativen Plattform (34) ruht.

4. Anlage nach einem jeden der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bunker eine obere, Dichtklappe (106) und eine untere Verschlussklappe (104) aufweist.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die dichte Verbindung zwischen dem in der ersten Stellung befindlichen Bunker (30) mit dem Klappenkasten (26) durch das Hochheben des Klappenkastens (26) verwirklicht wird, welches ermöglicht wird durch das Entspannen eines zwischen dem Klappenkasten (26) und dem Kopf des Ofens (20) vorgesehenen Kompensator (78).

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Hochheben des Klappenkastens (26) mittels einer Anzahl Hydraulikzylinder (88) durchgeführt wird, welche an diesem Kasten (26) angeordnet sind und deren Kolbenstange einen Kopf (92) aufweist, über welchen sich bei der Rotation der Bunker eine Aussparung (96) von komplementärer Form an seitlichen Auslegern an jedem der Bunker (28, 30) hinüberschiebt.

7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass jeder der Bunker (28, 30) mit einer Um­ gehungsleitung (60) versehen ist zur Durchführung der Druckbeaufschlagung beiderseits des Füllguts.