DE3809534C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur der Fallbahn des Beschickungsgutes in einer Schachtofen-Beschickungsanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Fallbahn des Beschickungsgutes in einer Schachtofen-, insbesondere Hochofen-Beschickungsanlage, mit dem Ziel, die zufallsbedingten Bewegungen und Neigungen dieses Schachtofens zu kompensieren, wobei diese Schachtofen-Beschickungsanlage eine Vorratsschleuse aufweist, die von einem von dem Schachtofen unabhängigen Gerüst getragen wird, und über einen Kompensator mit dem Schachtofen verbunden ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Verwirklichung dieses Verfahrens.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Anlage mit zentraler Beschickung gemäß dem Patent EP-B1-0062770, bei der der Wartetrichter und die Vorrats­ schleuse in der zentralen Achse über dem Ofen angeordnet sind. Es ist gut bekannt, daß ein Hochofen im Laufe der Zeit infolge der Wirkung von thermischen Ausdehnungen oder lokalen Kompressionen durch die Last sich gegenüber seiner anfänglichen Position leicht neigen kann. Anders ausgedrückt, die zentrale Achse der Fallbahn des Beschickungsgutes, das von der Vorratsschleuse nach unten fällt, entspricht nicht mehr der Ofenachse, da die Schleuse infolge der Tatsache, daß sie von einem unab­ hängigen Gerüst getragen wird, nicht die Bewegungen des Ofens mitmacht. Diese Relativbewegungen zwischen dem Ofen und der Schleuse werden durch den Kompensator ermöglicht, der zwischen dem Ofenkopf und dem unter der Schleuse angeordneten Klappenkäfig vorgesehen ist.

Diese Achsverschiebung des Ofenkopfes bezüglich seiner anfänglichen Position oder Bezugsposition ist zwar sehr gering, aber sie reicht aus, um eine exzentri­ sche Verteilung des Beschickungsgutes hervorzurufen, da sich die Wirkungen bei den aufeinanderfolgenden Schichten addieren, und da bei einer Verteilerschurre die Achs­ verschiebung eine doppelte Wirkung hat, denn auf der einen Seite ergibt sich eine negative, und auf der anderen Seite eine positive Wirkung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Korrektur der Fallbahn des Beschickungsgutes vorzusehen, damit diese Fallbahn auch bei zufallsbedingten Bewegungen und Neigungen des Ofens immer mit der zentralen Achse des Ofens übereinstimmt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Verschiebungen des Ofenkopfes gegenüber der Schleuse gemessen werden, und daß die Vorratsschleuse geneigt wird, bis die Achse der Fallbahn des Beschickungsgutes mit der verschobenen zentralen Achse des Ofens übereinstimmt.

Um die Vorratsschleuse zu neigen, wird sie vorzugs­ weise auf der Seite angehoben, auf der die zentrale Achse des Ofens von der anfänglichen zentralen Bezugsachse ab­ weicht, und auf der entgegengesetzten Seite abgesenkt.

Die Erfindung sieht ebenfalls eine Vorrichtung vor für die Durchführung des Korrekturverfahrens nach Anspruch 1 bei einer Anlage, bei der die Schleuse von mehreren Schnellwaagen getragen wird, wobei diese Vorrichtung gekennzeichnet ist durch Mittel zum Anheben oder Absenken jeder Schnell­ waage, und durch einen Kranz von Fühlern, die unabhängig von dem Ofen sind und um den unteren Teil des Kompensators vorgesehen sind, um die Richtung und die Größe der Abweichung des Ofenkopfes von der anfänglichen Bezugsachse zu bestimmen.

Die besagten Mittel können aus je einer Gewinde­ stange bestehen, die eine Schnellwaage trägt und in vertikaler Richtung durch eine Gehäuse hindurchgeführt ist, und die in einem axialen Gewinde eines Ritzels in vertikaler Richtung verschiebbar ist, wobei dieses Ritzel mittels eines Wälzlagers in diesem Gehäuse gelagert ist und über eine Schnecke durch einen Motor in Drehung versetzt wird, und wobei die besagte Gewindestange mit Mitteln kombiniert ist, die ihre Drehung verhindern, aber ihre vertikale Verschiebung zulassen. Der Motor, der die vertikale Bewegung der besagten Gewindestange hervorruft, kann manuell betätigt werden, oder über die Fühler für die Achsverschiebung des Ofens automatisch gesteuert werden.

Die Vorratsschleuse kann von den Schnellwaagen getragen werden, oder an den Schnellwaagen aufgehängt werden.

Weitere Besonderheiten und Merkmale ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung einer nachstehend zur Veranschaulichung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsform, wobei auf die im Anhang beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:

Die Fig. 1 zeigt, in schematischer Weise, eine Schachtofen-Beschickungsanlage, die sich gegenüber ihrer anfänglichen Position leicht geneigt hat.

Die Fig. 2 veranschaulicht, in schematischer Weise, das Verfahren zur Korrektur der Fallbahn bei der Anlage der Fig. 1.

Die Fig. 3 zeigt, in schematischer Weise, die Einzelheiten eines Mittels, das gestattet, die Neigung der Vorratsschleuse zu verändern.

Die Fig. 1 zeigt, in schematischer Weise, den Kopf eines Schachtofens 10, in dem sich eine Vorrichtung zur Verteilung des Beschickungsgutes befindet, die nicht wiedergegeben ist, aber die vorzugsweise aus einer Verteilerschurre besteht, die gedreht oder hin- und her­ bewegt werden kann. Diese Verteilerschurre wird mittels eines bekannten Antriebsmechanismus betätigt, der bei der Kennziffer 12 in schematischer Weise dargestellt ist. Über dem Ofen 10 sind ein Balgkompensator 14, ein Klappenkäfig 16, eine Vorratsschleuse 18 und ein Warte­ trichter 20 in der zentralen Achse O des Ofens 10 angeordnet. Alles, was sich oberhalb des Kompensators 14 befindet, wird von einem Gerüst getragen, das hauptsäch­ lich aus einem horizontalen Tragbalken 22 besteht, der von mehreren vertikalen Stützen getragen wird, die wiederum auf einer unabhängigen Tragkonstruktion des Ofens 10 ruhen, beispielsweise auf dem quadratischen Turm, der im allgemeinen um einen Schachtofen herum vor­ gesehen ist.

Wie in der Einleitung erklärt wurde, bewegt sich der Ofen im Laufe der Zeit, wobei es möglich ist, daß sich seine zentrale Achse O nach einer gewissen Zeit in die durch O′ gekennzeichnete Position verschoben hat. Die neue Position des Ofens 10 ist auf der linken Seite der Figur mittels einer strichpunktierten Linie dargestellt. Die Versetzung "a", die die Größe der Verschiebung der Ofenachse veranschaulicht, wurde im Vergleich zu den allgemeinen Abmessungen der Anlage übertrieben, um die Erklärung zu erleichtern. Diese Versetzung reicht bis zu dem Kompensator 14, der den Übergang zwischen der Achse O′ und der anfänglichen Bezugsachse O ermöglicht.

Um trotz dieser Versetzung eine zentrale Beschickung in Richtung der tatsächlichen Achse O′ des Ofens 10 zu ermöglichen, wird die Schleuse 18, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, auf der zu der Versetzung "a" entgegengesetzten Seite bezüglich der anfänglichen Achse O geneigt. Zu diesem Zweck wird die Schleuse 18 auf der linken Seite in der Fig. 2 ein wenig angehoben, und auf der entgegengesetzten Seite ein wenig abgesenkt, wobei die Schleuse 18 um einen Winkel α gegenüber ihrer anfänglichen Position geneigt wird und das Zentrum ihrer Auslauföffnung auf der Verlängerung der tatsächlichen Achse O′ des Ofens 10 liegt.

Die Fig. 3 zeigt, in schematischer Weise, eine vorteilhafte Ausführungsform einer Vorrichtung, die gestattet, eine Vorratsschleuse zu neigen, die über mehrere, vorzugsweise vier, Schnellwaagen an dem Trag­ balken 22 aufgehängt ist. In der Fig. 3 ist, in schema­ tischer Weise, der obere Teil der Schleuse 18 wieder­ gegeben, die an einer der Schnellwaagen 28 aufgehängt ist. Diese Schnellwaage kann beispielsweise aus einem Käfig 30 bestehen, in dem sich eine Belastungszelle 32 befindet, beispielsweise ein piezoelektrischer Meß­ wandler; ein auf die äußere Wand der Schleuse 18 auf­ geschweißter Bügel 34 geht durch den Boden des Käfigs 32 hindurch und ruht auf dem oberen Ende der Zelle 32. Anstatt einer Zelle 32, die die Messung des Gewichts durch Kompression gestattet, kann selbstverständlich auch eine Zelle vorgesehen werden, die die Zugkraft mißt.

Die Schnellwaage 28 ist an dem unteren Ende einer Stange 36 aufgehängt, die durch den Balken 22 hindurch­ geführt ist. Der untere Teil 38 dieser Stange 36, sowie die Durchführungsöffnung in dem Balken 22 für diesen Teil 38 haben polygonale Querschnitte, um eine Drehung der Stange 36 um ihre Längsachse zu verhindern, aber dagegen eine vertikale Verschiebung dieser Stange 36 zuzulassen.

Auf dem Balken 22 befindet sich ein Gehäuse 40, durch das der obere Teil der Stange 36, der ein Außen­ gewinde 42 aufweist, hindurchgeführt ist. Im Inneren des Gehäuses 40 befindet sich ein Untersetzungsgetriebe, um die Stange 36 in vertikaler Richtung zu verschieben. Bei dem dargestellten Beispiel besteht dieses Untersetzungs­ getriebe aus einem Schneckengetriebe mit einer Schnecke 44, die ein Ritzel 46 antreibt, das mittels Wälzlagern 48 in dem Gehäuse 40 gelagert ist. Dieses Ritzel 46 weist einen axialen Durchgang mit einem Gewinde auf, das im Eingriff steht mit dem Gewindeteil 42 der Stange 36. Bei dieser Anordnung bewirkt eine Drehung der Schnecke 44 über die Drehung des Ritzels 46 eine Anhebung oder eine Absenkung der Stange 36, je nach der Drehrichtung der Schnecke 44. Diese Schnecke 44 kann mittels eines - nicht dargestellten - Elektromotors angetrieben werden.

Die Kennziffer 50 bezeichnet eine flexible Lamelle, die den oberen Teil der Schleuse 18 mit dem Balken 22 verbindet. Diese Lamelle 50 gewährleistet die horizontale Stabilität und die Torsionsstabilität der Schleuse 18, wobei sich die Schleuse 18 in vertikaler Richtung jedoch frei bewegen kann, um die Wägung mit Hilfe von Schnell­ waagen 28 zu ermöglichen.

Um zu bestimmen, um welchen Betrag die Stange 36 angehoben oder abgesenkt werden muß, damit die Achse der Schleuse 18 so geneigt wird, daß wieder eine zentrale Fallbahn erhalten wird, wird in vorteilhafter Weise um den unteren Teil des Kompensators 14 eine Reihe von - nicht dargestellten - Fühlern vorgesehen. In dem vor­ liegenden Falle kann es sich um an sich bekannte Abstandsfühler handeln, die von dem Ofen unabhängig an­ gebracht werden, damit sie nicht die Bewegungen des Ofens mitmachen. Diese Fühler gestatten, eine Verschiebung des Kompensators 14 zu messen, und so Angaben über die Größe der Versetzung "a" zu liefern. Der Fühler, der das größte Meßsignal liefert, gibt dabei die Richtung der Versetzung "a" an. Wenn diese Meßwerte bekannt sind, kann jeder der auf die Schnecken 44 wirkenden Motoren manuell betätigt werden, bis die Achse der Schleuse 18 um einen Winkel α bezüglich der vertikalen Achse geneigt ist.

Die Kontrolle des Neigungsvorgangs der Schleuse, d. h. die Bestimmung des Augenblicks, in dem die gewünschte Neigung erreicht ist, kann auf verschiedene Weise erfolgen. Es ist beispielsweise möglich, die Fühler für die Messung der Größe und der Richtung der Versetzung "a" auf einer kreisförmigen Halterung anzubringen, die mit dem festen, oberen Flansch des Kompensators 14 fest verbunden ist. Dies bedeutet, daß die Neigung der Schleuse 18 eine horizontale Versetzung der Fühler­ halterung, und folglich der Fühler selbst bewirkt. Der Neigungsvorgang der Schleuse 18 kann also manuell so gesteuert werden, bis der Kompensator 14 wieder voll­ kommen zylindrisch ist, d. h., bis die von den Fühlern gelieferten Meßsignale verschwunden sind.

Es ist wohlverstanden ebenfalls möglich, aufgrund der Signale für die Versetzung "a" den Neigungswinkel α der Schleuse zu berechnen, der für die Kompensation dieser Versetzung erforderlich ist, und die Motoren für den Neigungsvorgang über den Rechner automatisch zu steuern.

Die obige Beschreibung bezieht sich auf eine Schleuse, die über Schnellwaagen an dem Balken 22 auf­ gehängt ist. Es ist jedoch möglich, die Erfindung ebenfalls auf eine getragene Schleuse anzuwenden, d. h. eine Schleuse, die über Schnellwaagen auf dem Balken 22 ruht, wobei diese Schnellwaagen in diesem Falle von dem oberen Ende der Stangen 36 getragen werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Korrektur der Fallbahn des Beschickungsgutes in einer Schachtofen-, insbesondere Hochofen-Beschickungsanlage, wobei diese Schachtofen-Beschickungs­ anlage eine Vorratsschleuse (18) aufweist, die von einem von dem Schachtofen (10) unabhängigen Gerüst getragen wird, und über einen Kompensator (14) mit diesem Ofen (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Verschiebungen des Kopfes des Ofens (10) bezüglich der Vorratsschleuse (18) gemessen werden, und daß die Vorratsschleuse (18) geneigt wird, bis die Achse der Fallbahn des Beschickungsgutes mit der verschobenen zentralen Achse (O′) des Ofens (10) übereinstimmt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorratsschleuse (18) auf der Seite, auf der sich die zentrale Achse des Ofens von der anfänglichen Bezugs­ achse (O) entfernt hat, angehoben wird, und daß sie auf der entgegengesetzten Seite abgesenkt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bei einer Anlage, bei der die Vorratsschleuse (18) von mehreren Schnellwaagen getragen wird, gekennzeichnet durch Mittel zum Anheben oder Absenken jeder der Schnellwaagen (28), und durch einen Kranz von von dem Ofen unabhängigen Fühlern, die um den unteren Teil des Kompensators (14) vorgesehen sind, um die Richtung und die Größe "a" der Abweichung des Kopfes des Ofens (10) von der anfänglichen Bezugsachse (O) zu bestimmen.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes der Mittel aus einer Gewindestange (36) besteht, die eine Schnellwaage (28) trägt und in vertikaler Richtung durch ein Gehäuse (40) hindurch­ geführt ist, wobei sie in dem axialen Gewinde eines Ritzels (46) verschiebbar ist, das mittels eines Wälz­ lagers (48) in diesem Gehäuse (40) gelagert ist, und über eine Schnecke (44) durch einen Motor in Drehung versetzt wird, und daß die besagte Stange (36) mit Mitteln kombiniert ist, die ihre Drehung verhindern, aber ihre vertikale Verschiebung zulassen.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fühler um den Kompensator (14) auf einer kreisförmigen Halterung angebracht sind, die mit dem festen, oberen Flansch des Kompensators (14) fest verbunden ist.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren, die die vertikale Verschiebung der besagten Gewindestangen (36) hervorrufen, manuell gesteuert werden.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren, die die vertikale Verschiebung der besagten Gewindestangen (36) hervorrufen, entsprechend den von den Fühlern gelieferten Signalen durch einen Rechner automatisch gesteuert werden.

8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuse (18) an den Schnellwaagen (28) aufgehängt ist.

9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuse (18) von den Schnellwaagen (28) getragen wird.