EP0081475B1

EP0081475B1 - Vorrichtung zum Austragen eines heissen Gutes aus einem stehenden Behälter, insbesondere von Eisenschwamm aus einem Schachtofen

Info

Publication number: EP0081475B1
Application number: EP82890173A
Authority: EP
Inventors: Ernst Oberndorfer
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1981-12-07
Filing date: 1982-11-23
Publication date: 1986-07-02
Also published as: JPS58104107A; JPS6046353B2; US4407489A; AT373624B; ATA523081A; EP0081475A2; DE3271900D1; EP0081475A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Austragen von rieselfähigem Gut aus einem stehenden Behälter mit einem den Behälterboden bildenden Austragswerkzeug, das aus einem Rost aus parallelen, im Querschnitt unrunden Roststäben besteht, die um ihre Längsachse drehschwingend antreibbar sind.
Vorrichtungen dieser Art sind aus der DE-C-829 423 bekannt und erlauben einen über den Querschnitt des Behälters gleichmäßigen Austrag des rieselfähigen Gutes, weil sich aufgrund des unrunden Querschnittes der Roststäbe während deren Schwenkbewegung sich öffnende und schließende Austragsspalte ergeben, durch die das rieselfähige Gut ausfließen kann. In der Grundstellung der Roststäbe sind die sich bei den Drehschwingungen zwischen den Roststäben ergebenden Spalte zumindest soweit geschlossen, daß keine Gutteilchen zwischen den Roststäben hindurchtreten können. Das Gewicht des im Behälter befindlichen Gutstockes muß folglich über die Roststäbe abgetragen werden können, wobei erschwerend hinzukommt, daß eine Abstützung der Roststäbe von unten einerseits wegen deren Bewegung und anderseits wegen des notwendigen Durchtrittsquerschnittes für das zwischen den Roststäben hindurchfließende Gut kaum möglich ist. Dieser Umstand macht diese bekannten Austragsvorrichtungen für ein Austragen von heißem Gut, beispielsweise für ein Austragen von heißem Eisenschwamm aus einem Schachtofen, ungeeignet, weil die Wärmebelastung der Roststäbe deren Tragfähigkeit weitgehend herabsetzt.
Um heißen Eisenschwamm aus einem Schachtofen austragen zu können, ist es bekannt (DE-A-2 209 258), eine auf einem Austragstisch hin- und herverschiebliche Austragsplatte vorzusehen, mit deren Hilfe eine Eisenschwammschicht unter dem vom Eisenschwamm gebildeten Gutstock zu seitlichen Austragsöffnungen hin weggedrückt wird. Damit der wegen der hohen Wärmebelastung der Austragsplatte erforderliche Einsatz aufwendiger Werkstoffe vermieden werden kann, wird die Austragsplatte mit Strömungskanälen für eine Kühlflüssigkeit versehen, die über an der Austragsplatte angreifende, zum Antrieb der Austragsplatte dienende Zugstäbe zugeführt wird. Nachteilig dabei ist, daß mit der durch die hin- und herverschiebbare Austragsplatte gegebenen Austragungsart keine über den Querschnitt des Schachtofens gleichmäßige Austragung gewährleistet werden kann. Dazu kommt noch, daß für eine gleichmäßige Kühlung der Austragsplatte eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit notwendig ist, was bei einer wirtschaftlich vertretbaren Kühlflüssigkeitsrate kleine Strömungsquerschnitte erfordert, wobei die Gefahr gegeben ist, daß bei einer Störung der ordnungsgemäßen Kühlflüssigkeitszufuhr die Kühlflüssigkeit in der Austragsplatte verdampft, was zu einer Überhitzung der Austragsplatte führt.
Zum gleichmäßigen Gutaustrag über den Querschnitt eines Schachtofens ist es schließlich bekannt (US-A-3 704 011), sternförmig angeordnete Hohlwellen mit konischen Förderschnecken vorzusehen. Diese Hohlwellen umschließen mit radialem Abstand ein Innenrohr zum Zuführen eines Kühlmittels, das durch Durchtrittsöffnungen in die hohlen Schneckengänge fließt, wobei das Kühlmittel am anderen Ende der Schnecke wieder aus den Schneckengängen austritt und in die hohle Welle zurückfließt. Damit wird zwar eine Kühlung der Schneckengänge erreicht, doch bleibt der Nachteil bestehen, daß der Hohlraum zwischen dem konischen Schneckenmantel und der hohlen Welle in weiten Bereichen einen Totraum für den Kühlmittelumlauf bildet, so daß die Gefahr besteht, daß das Kühlmittel in diesem Bereich seiner Aufgabe nicht gerecht wird, was insbesondere bei Unterbrechungen des Kühlmittelkreislaufes zu Uberhitzungen führen kann. Außerdem ergibt sich durch die Schneckenanordnung ein vergleichsweise großer Konstruktionsaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß ihre Vorteile auch beim Austragen von heißem Gut, insbesondere von Eisenschwamm aus einem Schachtofen ausgenützt werden können, ohne Gefahr zu laufen, daß die Roststäbe überhitzt werden.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Roststäbe zur Kühlflüssigkeitsführung hohl ausgebildet sind und ein Innenrohr umschließen, daß zwischen dem Roststabmantel und der Außenseite des Innenrohres ein Ringraum gebildet wird, der durch wenigstens eine Durchtrittsöffnung mit dem Innenraum des Innenrohres in Verbindung steht, und daß der Querschnitt des Ringraumes kleiner als der freie Querschnitt des Innenrohres ist.
Durch diese Maßnahmen wird in dem Ringraum zwischen dem Roststabmantel und der Außenseite des Innenrohres bei einer wirtschaftlichen Kühlflüssigkeitsrate eine so hohe Strömungsgeschwindigkeit gewährleistet, daß die Temperatur der Roststäbe über deren Länge weitgehend konstant gehalten werden kann. Trotzdem ist ein ausreichendes Flüssigkeitsvolumen innerhalb der Roststäbe vorhanden, um kurzzeitigere Störungen in der Kühlflüssigkeitszufuhr schadlos überstehen zu können. Das vom Roststabmantel umschlossene Innenrohr ist nämlich eben alls mit Kühlflüssigkeit gefüllt, die bei einer Unterbrechung der Kühlflüssigkeitszufuhr zusätzlich verdampfen muß, bevor eine Überhitzung der Roststäbe auftreten kann. Das Innenrohr wirkt aber nicht nur diesbezüglich als Kühlflüssigkeitsspeicher mit dem Vorteil einer erhöhten Vergleichmäßigung der Kühlflüssigkeitstemperatur, sondern kann auch für Tragfunktionen herangezogen werden, wenn der Roststabmantel mit dem Innenrohr entsprechend verbunden ist.
Obwohl es durchaus möglich wäre, die Kühlflüssigkeit auf der einen Seite der Roststäbe in den Ringraum zwischen dem Roststabmantel und dem Innenrohr einzuleiten und auf der anderen Stabseite aus dem Ringraum abzuführen, ergeben sich in weiterer Ausbildung der Erfindung besonders günstige Verhältnisse dadurch, daß das einen geschlossenen Mantel aufweisende Innenrohr an einem Ende an eine Zuleitung für die Kühlflüssigkeit angeschlossen und an seinem gegenüberliegenden Ende offen ausgebildet ist und daß der Anschluß der Ableitung für die Kühlflüssigkeit im Bereich des der Zuleitung zugeordneten Endes der Roststäbe liegt. Durch die durch das Innenrohr zugeführte und im Gegenstrom durch den Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Stabmantel zur Ableitung zurückgeführte Kühlflüssigkeit ergibt sich eine besonders hohe Gleichmäßigkeit hinsichtlich der Roststabtemperatur, weil über das Innenrohr ein zusätzlicher Temperaturaustausch zwischen der zugeführten und der abgeführten Kühlflüssigkeit stattfindet. Damit werden unterschiedliche Wärmedehnungen über die Länge der Roststäbe praktisch vermieden.
Auf Grund der hohen Temperaturbelastung der Roststäbe durch das auszutragende, heiße Gut können Dampfbildungen nicht ausgeschlossen werden. Dieser Dampf muß entsprechend abgeführt werden, wobei dampfsammelnde Toträume tunlichst zu vermeiden sind. Wegen der üblicherweise gegen das Gut vorgewölbten Querschnittsform der Roststäbe kann sich entstehender Dampf im oberen Scheitelbereich der Roststäbe sammeln. Um ihn in einfacher Weise abführen zu können, kann der Anschluß der Ableitung für die Kühlflüssigkeit vorteilhaft im oberen Scheitelbereich der Roststäbe vorgesehen sein. Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn der Anschluß für die Ableitung der Kühlflüssigkeit einen sich nach oben zur Ableitung verjüngenden Sammelraum bildet, über den entstandener Dampf zwangsläufig in die Ableitung strömt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austragen von Eisenschwamm aus einem Schachtofen in vereinfachter Draufsicht,
Fig. 2 diese Vorrichtung im Schnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 1, in einem größeren Maßstab,
Fig. 3 eine teilweise aufgerissene Stirnansicht dieser Vorrichtung und
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Roststab nach der Linie IV-IV der Fig. 2.

Die dargestellte, den Boden eines nicht näher dargestellten Schachtofens bildende Austragsvorrichtung für heißen Eisenschwamm besteht im wesentlichen aus einem Rost 1 aus parallelen Roststäben 2, die in einem Tragrahmen 3 drehbar gelagert sind. Zu diesem Zweck sind im Rahmen 3 Lager 4 vorgesehen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Lager 4 benachbarter Roststäbe 2 in Richtung der Längsachse der Roststäbe etwa um die Lagerbreite gegeneinander versetzt sind, um die Roststäbe 2 unmittelbar aneinander anschließend anordnen zu können. Die Roststäbe 2 weisen einen hohlen Roststabmantel 5 auf, der beiderends von zwei in den Lagern 4 gehaltenen Achsstummeln 6 getragen wird. Einer dieser Achsstummeln 6 weist eine zentrale Anschlußbohrung 7 für eine Zuleitung 8 für eine Kühlflüssigkeit, üblicherweise Wasser, auf, das durch die Anschlußbohrung 7 in ein Innenrohr 9 gelangt, das gemäß Fig. 2 dicht an den die Anschlußbohrung 7 aufweisenden Achsstummel 6 angeschlossen ist und mit radialem Abstand vom Roststabmantel 5 umschlossen wird. Das Innenrohr 9 ist dabei über Abstandhalter 10 mit dem Mantel der Roststäbe 2 verbunden, so daß sich ein aus dem Roststabmantel 5 und dem Innenrohr 9 zusammengesetzter Verbundkörper mit einer vergleichsweise hohen Biegefestigkeit ergibt.
Das dem Achsstummel 6 mit der Anschlußbohrung 7 gegenüberliegende Ende des Innenrohres 9 ist offen und steht folglich über die dadurch erhaltene Durchtrittsöffnung 11 mit dem Ringraum 12 zwischen dem Innenrohr 9 und dem Roststabmantel 5 in Verbindung. Dieser Ringraum 12 mündet über einen im Achsstummel 6 mit der Anschlußbohrung 7 vorgesehenen Anschluß 13 in einer Ableitung 14 für die Kühlflüssigkeit, die demgemäß im Gegenstrom durch den Ringraum 12 zurückfließt.
Wie insbesondere der Fig. 3 entnommen werden kann, besitzen die Roststäbe 2 einen unrunden Querschnitt, der durch eine halbe Kreiszylinderschale mit zwei daran anschließenden, einen stumpfen Winkel miteinander einschließenden Wandteilen des Roststabmantels 5 bestimmt wird. Auf Grund dieses unrunden Querschnittes ergibt sich in der gezeichneten Grundstellung der Roststäbe eine im wesentlichen geschlossene Bodenfläche, auf der der Gutstock aufruht. Werden die Roststäbe drehschwingend angetrieben, so bilden sich zwischen ihnen Austrittsspalte, durch die Eisenschwamm austreten kann. Da bei einem drehschwingenden Antrieb der Roststäbe um ihre Längsachse, die zu diesem Zweck mit der Achse der halben Kreiszylinderschale zusammenfällt, kein Eisenschwamm durch die Roststäbe verdrängt werden muß, bedarf es lediglich einer vergleichsweise geringen Antriebsenergie. Die Mitnahme des auszutragenden Gutes in Richtung zu den Austragsspalten zwischen den Roststäben kann allerdings durch radial abstehende Leisten oder radiale Erhebungen auf dem dem Gut zugekehrten Bereich der Roststabmäntel verbessert werden.
Der Antrieb der Roststäbe 2 erfolgt in einfacher Weise über an die Achsstummel 6 angeklemmte Kurbelarme 15, die an Schubstangen 16 angelenkt sind. Über die Schwingweite kann die Austragsmenge dosiert werden.
Da auf Grund der hohen Wärmebelastung mit einer Dampfbildung innerhalb der Kühlflüssigkeit im Bereich der Roststäbe 2 zu rechnen ist, muß auch für eine entsprechende Ableitung des entstandenen Dampfes gesorgt werden. Zu diesem Zweck bildet der im oberen Scheitelbereich der Roststäbe 2 vorgesehene Anschluß 13 für die Ableitung 14 der Kühlflüssigkeit einen sich nach oben zur Ableitung hin verjüngenden Sammelraum 17, wie er in Fig. 4 angedeutet ist. Damit kann die Abfuhr entstehender Dampfblasen sichergestellt werden, ohne daß ein Ansammeln von Dampfblasen in Toträumen befürchtet werden muß.
Da in der Grundstellung der Roststäbe 2 ein Austragen des Gutes verhindert werden muß, müssen die Roststäbe eng nebeneinander angeordnet werden, was die seitlichen Platzverhältnisse stark einengt. Aus diesem Grunde sind die Lager 4 für die Roststäbe in Richtung der Roststäbe gegeneinander versetzt angeordnet. Aus den gleichen Überlegungen heraus befindet sich der Anschluß für die Kühlflüssigkeit abwechselnd auf den einander gegenüberliegenden Enden der Roststäbe, wie dies der Fig. 1 deutlich entnommen werden kann.
Die dargestellte Vorrichtung zum Austragen von heißem Eisenschwamm aus einem Schachtofen kann selbstverständlich auch zum Austragen von anderem heißen Gut aus einem Behälter eingesetzt werden, wenn ein Durchtritt dieses Gutes durch die sich beim Antrieb der Roststäbe zwischen ihnen ergebenden Austragsspalte sichergestellt ist. Die durch das heiße Gut bedingte Wärmebelastung wird durch die erreichbare, über die Roststablänge gleichmäßige Kühlung in tragbaren Grenzen gehalten.

Claims

1. Vorrichtung zum Austragen von rieselfähigem Gut aus einem stehenden Behälter mit einem den Behälterboden bildenden Austragswerkzeug, das aus einem Rost (1) aus parallelen, im Querschnitt unrunden Roststäben (2) besteht, die um ihre Längsachse drehschwingend antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Roststäbe (2) zur Kühlflüssigkeitsführung hohl ausgebildet sind und ein Innenrohr (9) umschließen, daß zwischen dem Roststabmantel (5) und der Außenseite des Innenrohres (9) ein Ringraum (12) gebildet wird, der durch wenigstens eine Durchtrittsöffnung (11) mit dem Innenraum des Innenrohres (9) in Verbindung steht, und daß der Querschnitt des Ringraumes (12) kleiner als der freie Querschnitt des Innenrohres (9) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einen geschlossenen Mantel aufweisende Innenrohr (9) an einem Ende an eine Zuleitung (8) für die Rühlflüssigkeit angeschlossen und an seinem gegenüberliegenden Ende offen ausgebildet ist und daß der Anschluß (13) der Ableitung (14) für die Kühlflüssigkeit im Bereich des der Zuleitung (8) zugeordneten Endes der Roststäbe (2) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (13) der Ableitung (14) für die Kühlflüssigkeit im oberen Scheitelbereich der Roststäbe (2) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (13) für die Ableitung (14) der Kühlflüssigkeit einen sich nach oben zur Ableitung (14) verjüngenden Sammelraum (17) bildet.