EP0946849A1 - Device for discharging or mixing lump materials - Google Patents

Device for discharging or mixing lump materials

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Publication number
EP0946849A1
EP0946849A1 EP97911047A EP97911047A EP0946849A1 EP 0946849 A1 EP0946849 A1 EP 0946849A1 EP 97911047 A EP97911047 A EP 97911047A EP 97911047 A EP97911047 A EP 97911047A EP 0946849 A1 EP0946849 A1 EP 0946849A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screws
shafts
screw
shaft
discharging
Prior art date
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Ceased
Application number
EP97911047A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerald Rosenfellner
Felix Wallner
Leopold Werner Kepplinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH filed Critical Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Publication of EP0946849A1 publication Critical patent/EP0946849A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/21—Arrangements of devices for discharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G65/00—Loading or unloading
    • B65G65/30—Methods or devices for filling or emptying bunkers, hoppers, tanks, or like containers, of interest apart from their use in particular chemical or physical processes or their application in particular machines, e.g. not covered by a single other subclass
    • B65G65/34—Emptying devices
    • B65G65/40—Devices for emptying otherwise than from the top
    • B65G65/46—Devices for emptying otherwise than from the top using screw conveyors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/20—Arrangements of devices for charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0033—Charging; Discharging; Manipulation of charge charging of particulate material

Definitions

  • the invention relates to a device for discharging or mixing lumpy material, in particular partially or completely reduced iron ore in and out of a shaft furnace, preferably a direct reduction shaft furnace, which has a hollow body which is open at the bottom and / or at least on one side for discharging the reaction material, wherein snails are arranged in a star shape in the hollow body
  • EP-B 166 679 describes screws for moving solid particles in a shaft furnace and for discharging them. These are radially arranged, cantilevered screws which are of equal length and have a cylindrical cross section. The blind spots are minimized by wedge-shaped fittings between the screws. A disadvantage of this arrangement is the fact that the built-in area reduces the area of the blind spot, also known as the “dead man”, but the active volume is also retained
  • EP-B 85 290 describes arrangements of short conical screws, which are both in a conical installation located in the middle, which also serves as a debris cone, and are mounted on the circumference.
  • the arrangement, as cited in patent EP-B 166 679, is radial as diagonally opposite and offset by the same angle
  • CH-A 376 134 describes a process for reducing iron ore to iron, the bulk material being required by diametrically positioned screws.
  • the screws have a constant pitch and screw height and sit on cylindrical shafts, which are supported on both sides
  • the object of the invention is to avoid the areas without movement and to minimize the areas of reduced movement, the active volume of the moving shaft material should be a maximum.
  • the active volume is to be understood as the area of a shaft furnace into which the desired gas / solids - reactions continue
  • the invention is characterized in that the screws have shafts of different lengths, the diametrically opposite shafts preferably being of the same length and / or a screw being designed as a continuous screw.
  • the central areas of the withdrawal zone can also be activated.
  • the area of the reaction space in which the reduction processes take place a largely flat-covering continuous mixing and lowering of the bulk material can be achieved
  • the areas of the "dead man" can be extremely reduced, especially because at relatively close distances from active snails, there is hardly any unsteady debris from the solid
  • the active area can be extended to the peripheral edges.
  • the discharge of the product can be summarized via a downpipe. This measure allows the downpipes to be arranged can also be better adapted to the geometry of the melter gasifier connected to it.
  • the behavior of both the movement and the discharge of the solids can be adapted by the design of the screws so that both the extraction rates and the characteristic
  • the mixing can also be influenced. Above all, however, the discharge behavior of the solid bed can also be influenced
  • the screws are arranged in two or more planes. As a result, the fill in the lower part of the furnace can be moved better
  • the opposite long shafts are self-centering and / or engaging.
  • the screw surfaces of the screws start at the free end of the shaft. This ensures that the core zone is both optimally mixed and that the reaction product is constantly discharged.
  • the shafts of the screws are designed to taper towards the center.
  • the screw surfaces of the screws have a constant pitch.
  • the screw surfaces of the screws have a different pitch due to the method. Due to the non-linear slope of the screw surfaces of the screws, the reaction behavior of the melter gasifier and the fluid behavior of the reaction material can be taken into account. Due to the mathematically modeled design of the delivery characteristics, the reaction material in the shaft and the reaction behavior of the reaction gas can be taken into account.
  • coupled motors are provided for driving the shafts.
  • the screws can be flexibly adapted to the process and the screws can move with their own drive during installation and removal.
  • the short and long shafts have the same speed. If a system with minimal investment is required, an uncontrolled operation of the motors is preferable. The consequence of this is the approximately the same speed of the shafts, but the control effort is eliminated.
  • the speeds of the individual shafts are regulated according to the conveying characteristics of the process. Due to the regulated operation of the shafts, the energetic and process-related th requirements of the reaction zone of the melting gasifier are taken into account
  • the shafts are arranged to be axially movable.
  • the shafts can be both easily installed and removed.
  • the fluid behavior can be decisively influenced by changing the immersion depth of the waves.
  • the blades forming the screw surface have a shape that is modeled according to the conveying characteristic of the process. With this modeled configuration of the blades, the caking behavior of the solid bed and the formation of the reaction zone can be taken into account
  • the screw surfaces of the screw bodies of the screws have a shape that is predetermined by the demand characteristics of the process. This adaptation enables an optimization to be made between the reactivity of the starting materials and the geometric conditions of the reduction shaft.
  • FIG. 1 shows eight screws of different lengths in a shaft furnace
  • FIG. 2 shows six screws of different lengths in a shaft furnace
  • FIG. 3 shows the combination of two screws of different lengths
  • FIG. 4 shows the arrangement of two continuous shafts in a shaft furnace
  • Fig. 5 the supervision of the arrangement of two continuous shafts in a shaft furnace
  • Fig. 6 the combination of one continuous with six flying screws
  • Fig. 7 likewise with four flying screws
  • Fig. 8 the self-centering and latching Execution of a continuous screw
  • Fig. 9 shows the cross section of this connection
  • Fig. 10 shows a self-centering version of a continuous screw
  • Fig. 11 shows the section through the connection again.
  • FIG. 2 shows a combination example of two different lengths of flying screws 2, which are arranged in a hexagonal star shape in the shaft furnace 1. With this combination, the areas of the furnace near the edge are mixed less well, or the material to be discharged is not drawn off quite as uniformly as in FIG. 1.
  • a combination example of two different lengths of flying snail 2 is shown as an exemplary embodiment, but which are arranged octagonally in a star shape.
  • the area of the shaft furnace 1 near the edge is moved better than is the case in FIG. 2.
  • Fig. 5 shows the floor plan of the arrangement of Fig. 4 wherein in the first level of the continuous screw 3, four short and equally long flying screws 2 ensure the optimal movement of the material in this plane.
  • Fig. 7 shows six flying snails 3 in one plane with a continuous shaft.
  • FIG. 8 shows the fit of the two shaft halves of a continuous worm 3, this fit being designed in a toothed manner for the purpose of centering and intermeshing.
  • the shaft half has the advantage that, when it is drilled into the bed of a shaft that has not been emptied, it meets with the shaft half that bores in on the opposite side in a central and toothed manner.
  • Fig. 9 shows the section through this toothed, self-centering connection of the shaft halves of a continuous screw. 10 shows the cut cross section of the longitudinal view of a centering connection of shaft halves of continuous screws 3.
  • FIG. 11 is the section through the centering fit of the shaft halves of a continuous worm 3.

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Abstract

A device for discharging or mixing lump materials from a shaft furnace with a hollow body for discharging the reaction materials open at the bottom and/or at least to one side, has screws arranged in a star-shape in the hollow body. These screws have shafts of different lengths in a plane and/or one screw is a continuous screw. In one of the possible combinations of floating shafts (2) of three different lengths, the shafts are arranged in the shaft furnace (1) so as to form an eight-pointed star, the opposite floating shafts (2) having the same length. The 'dead' or non-stirred area at the centre of the shaft furnace is extremely reduced in this combination.

Description

Vorri chtung zum Austragen bzw. Durchmi schen von stücki gem Gut Device for discharging or mixing piece goods
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austragen bzw Durchmischen von stückigem Gut, insbesondere von teil- bzw fertigreduziertem Eisenerz in und aus einem Schachtofen, vorzugsweise einem Direktreduktionsschachtofen, der einen nach unten und/oder zu mindestens einer Seite hin offenen Hohlkörper zum Ausbringen des Reaktionsgutes aufweist, wobei in dem Hohlkörper Schnecken sternförmig angeordnetThe invention relates to a device for discharging or mixing lumpy material, in particular partially or completely reduced iron ore in and out of a shaft furnace, preferably a direct reduction shaft furnace, which has a hollow body which is open at the bottom and / or at least on one side for discharging the reaction material, wherein snails are arranged in a star shape in the hollow body
In der EP-B 166 679 werden Schnecken zur Bewegung von festen Partikeln in einem Schachtofen und zum Austrag derselben beschrieben Es handelt sich hierbei um radial angeordnete, fliegend gelagerte Schnecken, die gleich lang sind und einen zylindrischen Querschnitt aufweisen. Die toten Winkel werden durch keilförmige Einbauten zwischen den Schnecken minimiert. Nachteilig bei dieser Anordnung ist die Tatsache, daß durch die Einbauten der Bereich der toten Winkel, auch „Toter Mann" genannt, zwar verringert wird, das aktive Volumen jedoch auch erhalten bleibtEP-B 166 679 describes screws for moving solid particles in a shaft furnace and for discharging them. These are radially arranged, cantilevered screws which are of equal length and have a cylindrical cross section. The blind spots are minimized by wedge-shaped fittings between the screws. A disadvantage of this arrangement is the fact that the built-in area reduces the area of the blind spot, also known as the “dead man”, but the active volume is also retained
Die EP-B 85 290 beschreibt Anordnungen von kurzen konischen Schnecken, die sowohl in einem in der Mitte befindlichen kegelförmigen Einbau, der zugleich als Schuttkegel dient, wie auch am Umfang gelagert sind Die Anordnung ist wie im Patent EP-B 166 679 zitiert, radial wie diagonal gegenüberliegend und um den gleichen Winkel versetztEP-B 85 290 describes arrangements of short conical screws, which are both in a conical installation located in the middle, which also serves as a debris cone, and are mounted on the circumference. The arrangement, as cited in patent EP-B 166 679, is radial as diagonally opposite and offset by the same angle
In der CH-A 376 134 wird ein Verfahren zur Reduktion von Eisenerz zu Eisen beschrieben, wobei das Schuttgut durch übereinander liegende diametrale Schnecken gefordert wird. Die Schnecken weisen eine konstante Steigung und Schneckenhöhe auf und sitzen auf zylindrischen Wellen, die beidseitig gelagert sindCH-A 376 134 describes a process for reducing iron ore to iron, the bulk material being required by diametrically positioned screws. The screws have a constant pitch and screw height and sit on cylindrical shafts, which are supported on both sides
In der GB-A 15 02 090 werden parallel angeordnete Forderschnecken zum Austragen von Eisenerzen beschrieben, deren Schneckenform konisch verjüngt ist. Die Wellen werden durch Keilriemen miteinander verbunden und synchron angetrieben.In GB-A 15 02 090 parallel arranged augers for the discharge of iron ores are described, the screw shape of which is tapered. The shafts are connected to each other by V-belts and driven synchronously.
Bei der Reduktion von Erzen durch reaktive Gase ist es aus wirtschaftlichen Gründen notwendig, eine nur bestimmte überstöchiometrische Gasmenge mit dem Erz in Kontakt zu bringen. Dies bedingt jedoch sowohl eine homogene Gasverteilung, wie auch eine gleichförmige Absenkbewegung des Feststoffbettes in dem Schachtofen Bei einem Schachtofen, z B nach dem COREX^-Verfahren, erfolgt die Bewegung und der Austrag der Feststoffe am unteren Ende des Schachtes durch sternförmig angeordnete Schnecken Um ein möglichst gleichmaßiges Absenken des Schuttgutes zu erreichen, sollte die am Boden des Schachtes liegende Zone durch ein Maximum an aktiver Austragsfläche ausgestattet sein, des weiteren muß auch eine kontinuierliche Bewegung'bzw. Durchmischung der Reaktionszone gewährleistet werden Über den nichtaktiven Flächen bilden sich nicht bewegte Zonen mit sehr steilen inneren Schüttwinkeln aus. Diese als „Toter Mann" bezeichnete Zonen haben den großen Nachteil, daß der Volumenanteil des Reaktionsraumes teilweise inaktiv wird Dadurch können sich in diesen Gebieten, bedingt durch hohe Verweilzeiten der Erze bzw der bereits reduzierten Erze, Verbackungen und Agglomerate bilden, die sich dann nachteilig auf den Stofffluß auswirken und dadurch den Stoffumsatz und somit auch die Produktivität verringernWhen ores are reduced by reactive gases, it is necessary for economic reasons to bring only a certain superstoichiometric amount of gas into contact with the ore. However, this requires both a homogeneous gas distribution and a uniform lowering movement of the solid bed in the shaft furnace In a shaft furnace, e.g. according to the COREX ^ method, the movement and discharge of the solids takes place at the lower end of the shaft by means of screws arranged in a star shape.To achieve the most uniform possible lowering of the bulk material, the zone lying on the bottom of the shaft should be separated by a be provided in active egress maximum, the other must also be a continuous motion 'or mixing of the reaction zone to ensure About form the non-active areas did not move zones with steep inner bulk angles. These zones, which are referred to as "dead man", have the major disadvantage that the volume fraction of the reaction space becomes partially inactive. As a result, long ores or already reduced ores can cause caking and agglomerates to form in these areas, which then disadvantageously form affect the material flow and thereby reduce the material turnover and thus also the productivity
Bei dieser, dem Stand der Technik entsprechenden, Anordnung von Schnecken mit fliegender Lagerung und gleicher Lange bleibt der Zentralbereich des Schachtes nahezu ohne Bewegung Da bei der Applikation von staubbeladenen Gasen durch am Umfang angeordneten, Düsen der Gasfluß verstärkt in die Mitte des Schachtes lauft, kommt es zu keiner homogenen GasverteilungWith this arrangement of screws with flying storage and the same length, which corresponds to the state of the art, the central area of the shaft remains almost without movement since, when dust-laden gases are applied through nozzles arranged on the circumference, the gas flow increasingly runs into the center of the shaft there is no homogeneous gas distribution
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Bereiche ohne Bewegung zu vermeiden und die Bereiche verminderter Bewegung zu minimieren, wobei das aktive Volumen des bewegten Schachtgutes ein Maximum sein soll Unter aktivem Volumen ist jener Bereich eines Schachtofens zu verstehen, in welche die angestrebten Gas/Feststoff- reaktionen weitergehend ablaufenThe object of the invention is to avoid the areas without movement and to minimize the areas of reduced movement, the active volume of the moving shaft material should be a maximum. The active volume is to be understood as the area of a shaft furnace into which the desired gas / solids - reactions continue
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet daß die Schnecken unterschiedlich lange Wellen aufweisen, wobei vorzugsweise die diametral gegenüberliegenden Wellen gleich lang ausgebildet sind und/oder eine Schnecke als durchgehende Schnecke ausgebildet ist.The invention is characterized in that the screws have shafts of different lengths, the diametrically opposite shafts preferably being of the same length and / or a screw being designed as a continuous screw.
Durch die Anordnung von unterschiedlich langen Schnecken, können auch die zentrumsnahen Gebiete der Abzugszone aktiviert werden. Durch diese Anordnung kann vor allem im oberen Teil des Schachtes, dem Bereich des Reaktionsraumes, in dem die Reduktionsvorgange ablaufen, ein weitgehend flachendeckendes kontinuierliches Durchmischen und Absenken des Schuttgutes erreicht werdenBy arranging snails of different lengths, the central areas of the withdrawal zone can also be activated. With this arrangement, especially in the upper part of the shaft, the area of the reaction space in which the reduction processes take place, a largely flat-covering continuous mixing and lowering of the bulk material can be achieved
Mit dieser Erfindung ist es erstmals möglich, im Reaktionsbereich eines Direktredukti- onsschachtofens zum einen eine gleichmäßige Durchmischung und zum anderen einen kontinuierlichen Austrag des Feststoffes zu bewirken Die Erfindung paßt die Anordnung und Ausbildung der Schnecken optimal den fluiddynamischen Gegebenheiten der Reaktionspartner, Feststoff und Gas, anWith this invention it is possible for the first time in the reaction area of a direct reduction shaft furnace to achieve uniform mixing on the one hand and continuous discharge of the solid on the other hand. The invention optimally adapts the arrangement and design of the screws to the fluid dynamic conditions of the reactants, solid and gas
Durch beispielsweise die Verwendung von durchgehenden Schnecken in Kombination mit kurzen Schnecken, können die Bereiche der „Toten Manner" extrem verkleinert werden, vor allem deshalb, weil bei relativ nahen Abstanden von aktiven Schnecken sich kaum mehr nicht bewegte Schuttungen des Feststoffes aufbauen Durch Anordnung, von beispielsweise 4 langen und 4 kurzen Schnecken, kann das aktive Gebiet bis an die peπpheren Randzonen erweitert werden Durch die Anordnung von je einer benachbarten langen und einer kurzen Schnecke kann der Austrag des Produktes über je ein Fallrohr zusammengefaßt werden Durch diese Maßnahme kann die Anordnung der Fallrohre auch besser auf die Geometrie des damit gekoppelten Ein- schmelzvergasers angepaßt werden Bei der Kombination von kurzen und langen Schnecken kann das Verhalten sowohl der Bewegung, sowie auch des Austrages des Feststoffes durch die Ausbildung der Schnecken so angepaßt werden, daß sowohl die Abzugsleistungen, wie auch die Charakteristik der Durchmischung beeinflußt werden kann Vor allem jedoch laßt sich auch das Austragsverhalten der Feststoffschuttung beeinflussenFor example, the use of continuous snails in combination with short snails, the areas of the "dead man" can be extremely reduced, especially because at relatively close distances from active snails, there is hardly any unsteady debris from the solid For example, 4 long and 4 short screws, the active area can be extended to the peripheral edges. By arranging one adjacent long and one short screw, the discharge of the product can be summarized via a downpipe. This measure allows the downpipes to be arranged can also be better adapted to the geometry of the melter gasifier connected to it. When combining short and long screws, the behavior of both the movement and the discharge of the solids can be adapted by the design of the screws so that both the extraction rates and the characteristic The mixing can also be influenced. Above all, however, the discharge behavior of the solid bed can also be influenced
Nach einem Merkmal der Erfindung sind die Schnecken in zwei oder mehreren Ebenen angeordnet Dadurch kann die Schuttung im Unterteil des Ofens besser bewegt werdenAccording to a feature of the invention, the screws are arranged in two or more planes. As a result, the fill in the lower part of the furnace can be moved better
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die gegenüberliegenden langen Wellen selbstzentrierend und/oder einrastend ausgeführt Bei Einbau der Schnecken in eine bestehende Schuttung, muß sichergestellt werden, daß sich die Wellenhalften treffen und auch zentrieren Nach einem Merkmal der Erfindung beginnen die Schraubenflächen der Schnecken am freien Ende der Welle. Dadurch wird gewährleistet, daß die Kernzone sowohl optimal durchmischt, wie auch das Reaktionsprodukt konstant ausgetragen wird.According to a further feature of the invention, the opposite long shafts are self-centering and / or engaging. When the screws are installed in an existing fill, it must be ensured that the shaft halves meet and also center According to a feature of the invention, the screw surfaces of the screws start at the free end of the shaft. This ensures that the core zone is both optimally mixed and that the reaction product is constantly discharged.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Wellen der Schnecken zur Mitte hin verjüngend ausgebildet. Mit dieser Maßnahme kann der aktive Querschnitt der durch die Schnecken bewegten Gebiete der Reaktionszone maximiert werden.According to a further feature of the invention, the shafts of the screws are designed to taper towards the center. With this measure, the active cross section of the areas of the reaction zone moved by the screws can be maximized.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die Schraubenflächen der Schnecken eine konstante Steigung auf. Bei dieser Ausgestaltung ist ein gleichmäßiges Förderverhalten über dem Querschnitt der Schnecke gegeben.According to a further feature of the invention, the screw surfaces of the screws have a constant pitch. With this configuration, there is a uniform conveying behavior over the cross section of the screw.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die Schraubenflächen der Schnecken eine verfahrensbedingt unterschiedliche Steigung auf. Durch die nicht lineare Steigung der Schraubenflächen der Schnecken kann dem Reaktionsverhalten des Einschmelzvergasers, wie dem Fluidverhalten des Reaktionsgutes Rechnung getragen werden. Durch die mathematisch modellierte Ausgestaltung der Fördercharakteristik kann dem Reaktionsgut im Schacht, wie dem Reaktionsverhalten des Reaktionsgases Rechnung getragen werden.According to a further feature of the invention, the screw surfaces of the screws have a different pitch due to the method. Due to the non-linear slope of the screw surfaces of the screws, the reaction behavior of the melter gasifier and the fluid behavior of the reaction material can be taken into account. Due to the mathematically modeled design of the delivery characteristics, the reaction material in the shaft and the reaction behavior of the reaction gas can be taken into account.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind für den Antrieb der Wellen gekoppelte Motoren vorgesehen. Bei dem Antrieb der Wellen mittels Motoren ist eine flexible Anpassung der Schnecken an den Prozeß gegeben und die Schnecken können sich beim Ein- und Ausbau mit eigenem Antrieb bewegen.According to a further embodiment of the invention, coupled motors are provided for driving the shafts. When the shafts are driven by motors, the screws can be flexibly adapted to the process and the screws can move with their own drive during installation and removal.
Nach einem Merkmal der Erfindung weisen die kurzen und die langen Wellen die gleiche Drehzahl auf. Sollte eine Anlage mit minimalem Investitionsaufwand gefordert werden, bietet sich vorzugsweise ein ungeregelter Betrieb der Motoren an. Die Folge davon ist die annähernd gleiche Drehzahl der Wellen, der Regelaufwand entfällt jedoch.According to a feature of the invention, the short and long shafts have the same speed. If a system with minimal investment is required, an uncontrolled operation of the motors is preferable. The consequence of this is the approximately the same speed of the shafts, but the control effort is eliminated.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Regelung der Drehzahlen der einzelnen Wellen, der Fördercharakteristik des Prozesses entsprechend, vorgesehen. Durch den geregelten Betrieb der Wellen kann den energetischen, wie prozeßbeding- ten Erfordernissen der Reaktionszone des Einschmelzvergasers Rechnung getragen werdenAccording to a further feature of the invention, the speeds of the individual shafts are regulated according to the conveying characteristics of the process. Due to the regulated operation of the shafts, the energetic and process-related th requirements of the reaction zone of the melting gasifier are taken into account
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Wellen achsial beweglich angeordnet. Bei einer Revision bzw. einem Störfall können die Wellen, sowohl einfacher ein- wie ausgebaut werden. Bei Unregelmäßigkeiten in der Reaktionszone kann durch Veränderung der Eintauchtiefe der Wellen das Fluidverhalten entscheidend beeinflußt werden.According to a further feature of the invention, the shafts are arranged to be axially movable. In the event of a revision or an accident, the shafts can be both easily installed and removed. In the event of irregularities in the reaction zone, the fluid behavior can be decisively influenced by changing the immersion depth of the waves.
Nach einer Ausgestaltung weisen die, die Schraubenfläche bildenden Schaufeln, eine, gemäß der Fördercharakteristik des Prozesses modellierte, Form auf. Durch diese modellierte Ausgestaltung der Schaufeln kann dem Verbackverhalten der Feststoff- schüttung und der Ausbildung der Reaktionszone Rechnung getragen werdenAccording to one embodiment, the blades forming the screw surface have a shape that is modeled according to the conveying characteristic of the process. With this modeled configuration of the blades, the caking behavior of the solid bed and the formation of the reaction zone can be taken into account
Nach einem letzten Merkmal der Erfindung weisen die Schraubenflächen der Schraubenkörper der Schnecken eine, durch die Fordercharakteristik des Prozesses, vorgegebene Form auf Durch diese Anpassung kann eine Optimierung zwischen der Reaktivität der Einsatzstoffe und den geometrischen Gegebenheiten des Reduktionsschachtes hergestellt.According to a last feature of the invention, the screw surfaces of the screw bodies of the screws have a shape that is predetermined by the demand characteristics of the process. This adaptation enables an optimization to be made between the reactivity of the starting materials and the geometric conditions of the reduction shaft.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, wobei die Fig. 1 acht unterschiedlich lange Schnecken in einem Schachtofen, Fig. 2 sechs unterschiedlich lange Schnecken in einem Schachtofen, Fig. 3 die Kombination von zwei verschieden langen Schnecken, Fig. 4 die Anordnung von zwei durchgehenden Wellen in einem Schachtofen, Fig. 5 die Aufsicht auf die Anordnung von zwei durchgehenden Wellen in einem Schachtofen, Fig 6 die Kombination von einer durchgehenden mit sechs fliegenden Schnecken, die Fig 7 desgleichen mit vier fliegenden Schnecken, Fig 8 die selbstzentrierende und einrastende Ausfuhrung einer durchgehenden Schnecke, Fig. 9 den Querschnitt dieser Verbindung, Fig. 10 eine selbstzentrierende Version einer durchgehenden Schnecke und Fig. 11 wieder den Schnitt durch die Verbindung zeigt.The invention is described in more detail with the aid of exemplary embodiments, in which FIG. 1 shows eight screws of different lengths in a shaft furnace, FIG. 2 shows six screws of different lengths in a shaft furnace, FIG. 3 shows the combination of two screws of different lengths, and FIG. 4 shows the arrangement of two continuous shafts in a shaft furnace, Fig. 5 the supervision of the arrangement of two continuous shafts in a shaft furnace, Fig. 6 the combination of one continuous with six flying screws, Fig. 7 likewise with four flying screws, Fig. 8 the self-centering and latching Execution of a continuous screw, Fig. 9 shows the cross section of this connection, Fig. 10 shows a self-centering version of a continuous screw and Fig. 11 shows the section through the connection again.
In der Fig. 1 wird ein Kombinationsbeispiel aus drei verschiedenen Längen von fliegenden Schnecken 2 gezeigt, die in dem Schachtofen 1 achteckig sternförmig ange- ordnet sind. Der Bereich des „Toten Mannes", somit der unbewegte Raum im Zentrum des Schachtofens ist durch diese Kombination extrem verringert.1 shows a combination example of three different lengths of flying screws 2, which are arranged in an octagonal star shape in the shaft furnace 1. are arranged. The area of the "dead man", thus the still space in the center of the shaft furnace, is extremely reduced by this combination.
Die Fig. 2 stellt ein Kombinationsbeispiel aus zwei verschiedenen Längen von fliegenden Schnecken 2 dar, die in dem Schachtofen 1 sechseckig sternförmig angeordnet sind. Bei dieser Kombination sind die randnahen Bereiche des Ofens weniger gut durchmischt, bzw. wird das auszubringende Gut nicht ganz so gleichförmig abgezogen wie bei Fig. 1.FIG. 2 shows a combination example of two different lengths of flying screws 2, which are arranged in a hexagonal star shape in the shaft furnace 1. With this combination, the areas of the furnace near the edge are mixed less well, or the material to be discharged is not drawn off quite as uniformly as in FIG. 1.
Bei Fig. 3 wird als Ausführungsbeispiel wiederum ein Kombinationsbeispiel aus zwei verschiedenen Längen von fliegenden Schnecke 2 gezeigt, die jedoch achteckig sternförmig angeordnet sind. Der randnahe Bereich des Schachtofens 1 wird in dieser Kombination besser bewegt, als dies in Fig. 2 der Fall ist.In Fig. 3, a combination example of two different lengths of flying snail 2 is shown as an exemplary embodiment, but which are arranged octagonally in a star shape. In this combination, the area of the shaft furnace 1 near the edge is moved better than is the case in FIG. 2.
Fig. 4 demonstriert die räumliche Anordnung der Kombination von zwei durchgehenden Schnecken 3 in einem Schachtofen 14 demonstrates the spatial arrangement of the combination of two continuous screws 3 in a shaft furnace 1
Die Fig. 5 stellt den Grundriß der Anordnung aus Fig. 4 dar wobei in der ersten Ebene der durchgehenden Schnecke 3, vier kurze gleichlange fliegende Schnecken 2 die optimale Bewegung des Gutes in dieser Ebene gewährleisten.Fig. 5 shows the floor plan of the arrangement of Fig. 4 wherein in the first level of the continuous screw 3, four short and equally long flying screws 2 ensure the optimal movement of the material in this plane.
In der Fig. 6 wird in einem Schachtofen 1 die Kombination einer durchgehenden Welle 3 mit sechs fliegenden Schnecken 2 veranschaulicht.6, the combination of a continuous shaft 3 with six flying screws 2 is illustrated in a shaft furnace 1.
Die Fig. 7 stellt sechs fliegende Schnecken 3 in einer Ebene mit einer durchgehenden Welle dar.Fig. 7 shows six flying snails 3 in one plane with a continuous shaft.
In der Fig. 8 wird die Passung der zwei Wellenhälften einer durchgehenden Schnecke 3 dargestellt, wobei diese Passung in verzahnter Ausführung zum Zwecke des Zentrie- rens und Ineinandergreifens ausgeführt ist. Die Wellenhälfte hat den Vorteil, daß sie sich beim Einbohren in die Schüttung eines nicht entleerten Schachtofens mit der sich gegenüberliegend einbohrenden Wellenhälfte zentrisch und verzahnend trifft.FIG. 8 shows the fit of the two shaft halves of a continuous worm 3, this fit being designed in a toothed manner for the purpose of centering and intermeshing. The shaft half has the advantage that, when it is drilled into the bed of a shaft that has not been emptied, it meets with the shaft half that bores in on the opposite side in a central and toothed manner.
Die Fig. 9 zeigt den Schnitt durch diese verzahnte, sich selbst zentrierende Verbindung der Wellenhälften einer durchgehenden Schnecke. Fig. 10 stellt den angeschnittenen Querschnitt der Längsansicht einer zentrierenden Verbindung von Wellenhälften durchgehender Schnecken 3 dar.Fig. 9 shows the section through this toothed, self-centering connection of the shaft halves of a continuous screw. 10 shows the cut cross section of the longitudinal view of a centering connection of shaft halves of continuous screws 3.
Die Fig. 11 ist der Schnitt durch die zentrierende Passung der Wellenhälften einer durchgehenden Schnecke 3. Bei geregelter Drehzahl der Antriebsmotoren der Wellenhälften ist eine exakte Passung und Charakteristik der Schnecken der Wellenhälften gewährleistet. FIG. 11 is the section through the centering fit of the shaft halves of a continuous worm 3. When the speed of the drive motors of the shaft halves is regulated, an exact fit and characteristic of the worms of the shaft halves is guaranteed.

Claims

Patentansprüche claims
1 Vorrichtung zum Austragen bzw Durchmischen von stückigem Gut, insbesondere von teil- bzw fertigreduziertem Eisenerz aus einem Schachtofen, vorzugsweise einem Direktreduktionsschachtofen, der einen nach unten und/oder mindestens zu einer Seite hin offenen Hohlkörper zum Ausbringen des Reaktionsgutes aufweist, wobei in dem Hohlkörper Schnecken sternförmig angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken in einer Ebene unterschiedlich lange Wellen aufweisen, wobei vorzugsweise die gegenüberliegenden Wellen gleich lang ausgeführt sind und/oder eine Schnecke als durchgehende Schnek- ke ausgebildet ist1 device for discharging or mixing lumpy material, in particular partially or completely reduced iron ore from a shaft furnace, preferably a direct reduction shaft furnace, which has a hollow body open at the bottom and / or at least on one side for discharging the reaction material, with screws in the hollow body are arranged in a star shape, characterized in that the screws have shafts of different lengths in one plane, preferably the opposite shafts are of the same length and / or a screw is designed as a continuous screw
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken in zwei oder mehreren Ebenen angeordnet sind2. Device according to claim 1, characterized in that the screws are arranged in two or more levels
3 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden langen Wellen selbstzentrierend und/oder einrastend ausgeführt sind3 Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the opposite long shafts are self-centering and / or engaging
4 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenflachen der Schnecken am freien Ende der Welle beginnen4 Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the screw surfaces of the screws begin at the free end of the shaft
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen der Schnecken zur Mitte hin verjüngend ausgebildet sind.5. Device according to one of claims 1 or 4, characterized in that the waves of the screws are tapered towards the center.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenflachen der Schnecken eine konstante Steigung aufweisen.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the screw surfaces of the screws have a constant pitch.
7 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenflachen der Schnecken eine verfahrensbedingt unterschiedliche Steigung aufweisen7 Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the screw surfaces of the screws have a different slope due to the process
8 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Wellen gekoppelte Motoren vorgesehen sind.8 Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that coupled motors are provided for driving the shafts.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen und die langen Wellen die gleiche Drehzahl aufweisen 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the short and long shafts have the same speed
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelung der Drehzahlen der einzelnen Wellen, der Fördercharakteristik des Prozesses entsprechend, vorgesehen ist.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a regulation of the speeds of the individual shafts, the conveying characteristics of the process is provided accordingly.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen achsial beweglich angeordnet sind.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the shafts are arranged axially movable.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenflächen der Schraubenkörper der Schnecken eine, durch die Fördercharakteristik des Prozesses vorgegebene Form aufweisen.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the screw surfaces of the screw body of the screws have a shape predetermined by the conveying characteristics of the process.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schraubenflächen bildenden Schaufeln eine, der Charakteristik des Fördergutes entsprechende, Form aufweisen. 13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the blades forming the screw surfaces have a shape corresponding to the characteristic of the conveyed material.
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