EP0998586A1 - Shaft furnace - Google Patents

Shaft furnace

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Publication number
EP0998586A1
EP0998586A1 EP98935032A EP98935032A EP0998586A1 EP 0998586 A1 EP0998586 A1 EP 0998586A1 EP 98935032 A EP98935032 A EP 98935032A EP 98935032 A EP98935032 A EP 98935032A EP 0998586 A1 EP0998586 A1 EP 0998586A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft furnace
devices
screw
screw conveyors
furnace
Prior art date
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Granted
Application number
EP98935032A
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German (de)
French (fr)
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EP0998586B1 (en
Inventor
Ernst Eichberger
Wilhelm Stastny
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Deutsche Voest Alpine Industrieanlagenbau GmbH
Original Assignee
Deutsche Voest Alpine Industrieanlagenbau GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0998586B1 publication Critical patent/EP0998586B1/en
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a shaft furnace, in particular a direct reduction shaft furnace, with a filling of stucco material, in particular stucco material containing iron oxide and / or sponge iron, discharge devices for the stucco material being arranged above the bottom region of the shaft furnace, and inlet openings for a reducing gas are arranged above the discharge devices
  • a shaft furnace in particular a reduction shaft furnace of the type described above, is widely known from the prior art.
  • a shaft furnace which is essentially designed as a cylindrical hollow body, generally contains a bed of stucco material containing iron oxide and / or sponge iron, the material containing iron oxide in the upper part of the shaft furnace is abandoned Through several inlet openings arranged over the circumference of the shaft furnace in the area of the lower third of the shaft furnace, a reducing gas originating, for example, from a melter gasifier is blown into the shaft furnace and thus into the bulk solids Iron oxide of the fill in whole or in part to sponge iron
  • the wholly or partially reduced iron oxide is conveyed out of the shaft furnace by discharge devices arranged between the bottom region of the shaft furnace and the region of the gas inlet openings. These discharge devices are generally designed as a star-shaped arrangement of radial augers (relative to the shaft furnace)
  • the zone in the area of the shaft floor, in which the discharge devices are located should have a maximum of active discharge area in order on the one hand to lower the bulk material as evenly as possible, and furthermore a continuous movement or mixing of the material in the reaction zone should be ensured
  • this is the central area, which is not grasped by the discharge devices arranged in a star shape and remains virtually stationary.
  • the second zone is formed by the wedge-shaped areas lying between two discharge devices, the pyramids built up in these dead zones on the one hand inhibiting the flow of solids and on the other hand building up so far that the gas inflow slots for the reducing gas are covered by the bulk material being built up be, whereby a relatively gas-impermeable bed is formed by the dust load of the reducing gas. As a result, the necessary homogeneous gas distribution in the shaft furnace is omitted.
  • EP-B-0 116 679 describes screws for moving solid particles in a shaft furnace and for discharging them. These are radially arranged, cantilevered screws which are of the same length and have a cylindrical cross section. The blind spots between the snails are minimized by wedge-shaped fittings, but the build-up of "dead men" cannot be prevented.
  • EP-B-0 085 290 discloses arrangements of short conical screws which are mounted both in a conical installation in the middle, which also serves as a pouring cone, and on the circumference of the shaft furnace. Due to the conical installation in the middle, the formation of the central "dead man" can be delayed, but there are still inactive zones between the neighboring ones Discharge devices that lead to the formation of the undesirable pyramids mentioned above.
  • the object of the present invention is therefore to avoid the formation of bed pyramids between two adjacent discharge devices on the inner edge of the shaft furnace, or to reduce it to such an extent that the tips of the bed pyramids lie substantially below the area of the gas inflow slots for the reducing gas, as a result of which Gas inlet slots are no longer covered by unmoving bulk material.
  • the invention is characterized in that devices for moving the material in the shaft furnace are arranged between the area of the gas inflow slots and that of the discharge devices.
  • the devices according to the invention effectively prevent the formation of bed pyramids in or over the area of the gas inflow slots. With this arrangement, it is possible, particularly in the upper part of the shaft, the area of the reaction space in which the reduction processes take place, to achieve thorough mixing and lowering of the reaction mixture.
  • the number of devices for moving the goods in the shaft furnace is preferably twice as large as the number of discharge devices for the lumpy goods. Due to the large number of movement devices, a homogeneous discharge of the reaction material is achieved.
  • each of the two movement devices is located both above and next to, namely one to the left and the second to the right of the discharge device.
  • This particular arrangement of the movement devices according to the invention causes the pyramids to be removed from their edges. It is thereby achieved that the filling pyramids lose a substantial amount in height and consequently the gas inflow slots located further up in the circumference of the shaft furnace can no longer cover, which ultimately leads to a homogeneous gas distribution in the shaft furnace. Another effect is an increase in the active volume of the reaction space.
  • a preferred embodiment consists in that the movement devices are designed as screw conveyors, the screw surfaces of the screw conveyors possibly having an infinitely large pitch over at least a partial area of a screw conveyor.
  • the screw surfaces of the screw conveyors are formed by exchangeable paddles and / or fixedly mounted on the shafts of the screw conveyors.
  • exchangeable paddles are exposed to strong mechanical and abrasive influences when moving iron oxide and / or sponge material. If maintenance work is now to be carried out on the screw conveyors, it is of great advantage if the entire screw conveyor does not have to be replaced, but only if the damaged paddles can be replaced.
  • the shafts of the screw conveyors are supported on one side, that is to say overhung, and are cooled, if necessary.
  • the shape of the corrugations is essentially cylindrical, but the corrugations can optionally be made conically tapered over at least part of their length with a constant and / or non-constant slope inwards, that is to say in the direction of the center of the shaft furnace.
  • the envelope of the screw surfaces of each screw conveyor is essentially cylindrical, but can optionally be conically tapered inwards over at least a partial region with a constant and / or non-constant pitch.
  • each auger is designed such that each auger conveys in the direction of the center of the shaft furnace or away from the center or radially to the auger.
  • the augers are arranged to be axially movable for permanent or temporary use. This configuration has the advantage on the one hand that each of the augers is easily accessible for maintenance work, on the other hand it is not necessary to keep each auger permanently in operation, but only temporarily to dismantle the pyramids
  • the direction of rotation of each individual auger is continuous or discontinuous clockwise or counterclockwise or oscillating.
  • the flexibility of the rotational movement and direction can take into account the respective geometric conditions of the pyramids.
  • a homogeneous mixing of the reaction material is ensured .
  • the oscillating or rotary movement is in opposite directions in each case of two augers, which are assigned in pairs to a discharge device.
  • the conveying direction is essentially radial, but can optionally have a slight axial component
  • the head of each auger is designed as a drill bit in a manner known per se. This allows drilling into a baked-up pyramid for temporary use.
  • motors are provided for driving the shafts of the Ford screw.
  • the shafts are driven by means of motors, on the one hand there is a flexible adaptation of the Ford screws to the process and on the other hand the installation and removal is facilitated since the drive is arranged on the travel device anyway.
  • sensors are provided for recognizing the drilling behavior of the screws.
  • An undesired drilling behavior of a screw for example, is to be understood as the deviation of the screw head from the desired direction when drilling into a partially partially stuck fill.
  • Drilling is a sensitive process and, in the event of misconduct on the part of the operating personnel, an expensive repair.
  • the sensors are therefore an important part of process control.
  • the speeds and / or the drilling behavior of the individual shafts of the screw conveyors are regulated according to the conveying characteristics and / or the drilling behavior.
  • the movement characteristics of the worm and the drill head can be adapted to the respective process requirements.
  • Fig. 1 shaft furnace with discharge devices and filling pyramids, without moving devices
  • Fig. 2 shaft furnace with discharge devices and moving devices
  • Fig. 3 shaft furnace with discharge devices, moving devices and reduced pyramids.
  • Fig. 4 Top view on the level of the movement devices with discharge devices underneath
  • Fig. 5 Detailed view of a discharge device with overlying movement devices
  • a shaft furnace 1 contains in its interior a solid bed 2, which solid is discharged from the shaft furnace 1 by means of discharge devices 4 arranged in a star shape above the base 3 of the shaft furnace 1. Between the star-shaped discharge devices 4 (designed as screw conveyors; not shown), high pyramids 5 have built up, which protrude over part of the gas inflow slots 6 and cover them. The active volume of the shaft furnace 1 is reduced by the volume of the filling pyramids 5 and the solid bed is not evenly gasified.
  • FIG. 2 shows a shaft furnace 1 with movement devices 7 arranged according to the invention. Each discharge device 4 is assigned two movement devices 7, which are located both above and next to, namely one on the left and the second on the right of the discharge device 4.
  • FIG. 3 shows a shaft furnace 1 with movement devices 7 arranged according to the invention, as well as filling pyramids 5, which are reduced in size by using the movement devices 7 arranged according to the invention.
  • the gas inflow slots 6 are no longer covered by the filling pyramids 5 1 is enlarged
  • each discharge device 4 is assigned 2 movement devices 7.
  • the wedge-shaped area 8 between two discharge devices 4, over which pyramids are built is reduced. Since the angle of rubble is a constant, material-dependent size, the height of the pyramid is reduced with a reduced base area.
  • FIG 5 shows in a detailed view a discharge device 4 with 2 movement devices 7 lying above it, which are designed here as screw conveyors. Arrows 8 indicate the directions of rotation of the movement devices 7, which are opposite to each other. This causes material from the filling pyramids (not shown here) to the discharge area of the discharge devices 4 requests

Abstract

The invention relates to a shaft furnace (1), especially a direct reduction shaft furnace, with a fill (2) of bulk material, especially bulk material containing iron oxide and/or sponge iron, discharge devices (4) for the bulk material arranged above the floor area (3) of the shaft furnace (1), as well as inlet openings (6) for a reducing gas which are positioned above the discharge devices (4). Devices (7) for moving the material contained in the shaft furnace (1) are arranged between the area formed by the inlet openings (6) and the area formed by the discharge device (4).

Description

SchachtofenShaft furnace
Die Erfindung betrifft einen Schachtofen, insbesondere einen Direktreduktionsschachtofen, mit einer Schuttung aus stuckigem Gut, insbesondere Eisenoxid und/oder Eisenschwamm enthaltendem stuckigem Gut, wobei über dem Bodenbereich des Schachtofens Austragsvorichtungen für das stuckige Gut, sowie über den Austragsvorrichtungen Einlaßöffnungen für ein Reduktionsgas angeordnet sindThe invention relates to a shaft furnace, in particular a direct reduction shaft furnace, with a filling of stucco material, in particular stucco material containing iron oxide and / or sponge iron, discharge devices for the stucco material being arranged above the bottom region of the shaft furnace, and inlet openings for a reducing gas are arranged above the discharge devices
Schachtofen, insbesondere Reduktionsschachtofen der oben beschriebenen Art sind vielfach aus dem Stand der Technik bekannt Ein solcher, im wesentlichen als zylindrischer Hohlkörper ausgebildeter Schachtofen enthalt im allgemeinen eine Schuttung aus Eisenoxid und/oder Eisenschwamm enthaltendem stuckigem Gut, wobei das Eisenoxid enthaltende Gut in den oberen Teil des Schachtofens aufgegeben wird Durch mehrere über den Umfang des Schachtofens angeordnete Einlaßöffnungen im Bereich des unteren Drittels des Schachtofens wird ein beispielsweise aus einem Einschmelzvergaser stammendes Reduktionsgas in den Schachtofen und damit in die Feststoffschuttung eingeblasen Das heiße staubbeladene Reduktionsgas durchströmt die Feststoffschuttung nach oben und reduziert dabei das Eisenoxid der Schuttung ganz oder teilweise zu EisenschwammA shaft furnace, in particular a reduction shaft furnace of the type described above, is widely known from the prior art. Such a shaft furnace, which is essentially designed as a cylindrical hollow body, generally contains a bed of stucco material containing iron oxide and / or sponge iron, the material containing iron oxide in the upper part of the shaft furnace is abandoned Through several inlet openings arranged over the circumference of the shaft furnace in the area of the lower third of the shaft furnace, a reducing gas originating, for example, from a melter gasifier is blown into the shaft furnace and thus into the bulk solids Iron oxide of the fill in whole or in part to sponge iron
Das ganz oder teilweise reduzierte Eisenoxid wird durch zwischen dem Bodenbereich des Schachtofens und dem Bereich der Gaseinlaßoffhungen angeordnete Austragsvorrichtungen aus dem Schachtofen heraus gefordert Diese Austragsvorrichtungen sind in der Regel als sternförmige Anordnung radial (bezogen auf den Schachtofen) fordernder Forderschnecken ausgebildetThe wholly or partially reduced iron oxide is conveyed out of the shaft furnace by discharge devices arranged between the bottom region of the shaft furnace and the region of the gas inlet openings. These discharge devices are generally designed as a star-shaped arrangement of radial augers (relative to the shaft furnace)
Die im Bereich des Schachtbodens liegende Zone, in welcher sich die Austragsvorrichtungen befinden, soll ein Maximum an aktiver Austragsflache aufweisen, um einerseits ein möglichst gleichmaßiges Absenken des Schuttgutes zu erreichen, des weiteren soll auch eine kontinuierliche Bewegung bzw Durchmischung des Gutes in der Reaktionszone gewährleistet werdenThe zone in the area of the shaft floor, in which the discharge devices are located, should have a maximum of active discharge area in order on the one hand to lower the bulk material as evenly as possible, and furthermore a continuous movement or mixing of the material in the reaction zone should be ensured
Die geringe Anzahl der Austragsvorrichtungen bringt aber aufgrund der dadurch gegebenenThe small number of discharge devices brings due to the given
Platzverhaltnisse Nachteile mit sich, welche dadurch bedingt sind, daß sich, da Teile desSpace constraints, which are due to the fact that, because parts of the
Schuttgutes in der Ebene der Austragsvorrichtungen von diesen Austragsvorrichtungen nicht erfaßt werden können, über diesen nicht aktiven Flachen nicht bewegte Zonen mit sehr steilen inneren Schüttungswinkeln ausbilden. Diese als "Toter Mann" bezeichneten Zonen haben den Nachteil, daß ein Volumenanteil des Reaktionsraumes teilweise inaktiv wird, wobei unter aktivem Volumen jener Bereich eines Schachtofens zu verstehen ist, in welchem die angestrebten Gas-Feststoffreaktionen ablaufen.Debris in the level of the discharge devices cannot be grasped by these discharge devices, zones which are not moving over these inactive areas with very steep areas Form inner filling angles. These zones, referred to as "dead man", have the disadvantage that a volume fraction of the reaction space becomes partially inactive, the active volume being understood to mean that area of a shaft furnace in which the desired gas-solid reactions take place.
Dadurch können sich in diesen Gebieten, bedingt durch die hohen Verweilzeiten der Erze bzw. der reduzierten Erze, Verbackungen und Agglomerate bilden, welche sich nachteilig auf den Stofffluß auswirken und dadurch den Stoffumsatz und somit auch die Produktivität verringern.As a result of this, due to the long dwell times of the ores or the reduced ores, caking and agglomerates can form, which have a disadvantageous effect on the material flow and thereby reduce the material turnover and thus also the productivity.
Bei der dem Stand der Technik entsprechenden Anordnung sind es im wesentlichen zwei Zonen, über welchen sich "Toter Mann" ausbildet.In the arrangement corresponding to the prior art, there are essentially two zones over which "dead man" is formed.
Es ist dies einerseits der Zentralbereich, der von den sternförmig angeordneten Austragsvorrichtungen nicht erfaßt wird und nahezu unbewegt bleibt. Die zweite Zone wird von den keilförmigen, zwischen je zwei Austragsvorrichtungen liegenden Bereichen gebildet, wobei die sich in diesen toten Zonen aufbauenden Schüttungspyramiden einerseits den Feststofϊϊluß hemmen und andererseits sich so weit nach oben aufbauen, daß die Gaseinströmschlitze für das Reduktionsgas durch das sich aufbauende Schüttungsmaterial abgedeckt werden, wobei sich durch die Staubfracht des Reduktionsgases eine relativ gasundurchlässige Schüttung bildet. Dies hat zur Folge, daß die notwendige homogene Gasverteilung im Schachtofen unterbleibt.On the one hand, this is the central area, which is not grasped by the discharge devices arranged in a star shape and remains virtually stationary. The second zone is formed by the wedge-shaped areas lying between two discharge devices, the pyramids built up in these dead zones on the one hand inhibiting the flow of solids and on the other hand building up so far that the gas inflow slots for the reducing gas are covered by the bulk material being built up be, whereby a relatively gas-impermeable bed is formed by the dust load of the reducing gas. As a result, the necessary homogeneous gas distribution in the shaft furnace is omitted.
In der EP-B-0 116 679 werden Schnecken zur Bewegung von festen Partikeln in einem Schachtofen' und zum Austrag derselben beschrieben. Es handelt sich dabei um radial angeordnete, fliegend gelagerte Schnecken, die gleich lang sind und einen zylindrischen Querschnitt aufweisen. Die toten Winkel zwischen den Schnecken werden zwar durch keilförmige Einbauten minimiert, der Aufbau von "Toten Männern" kann aber dadurch nicht verhindert werden.EP-B-0 116 679 describes screws for moving solid particles in a shaft furnace and for discharging them. These are radially arranged, cantilevered screws which are of the same length and have a cylindrical cross section. The blind spots between the snails are minimized by wedge-shaped fittings, but the build-up of "dead men" cannot be prevented.
Die EP-B-0 085 290 offenbart Anordnungen von kurzen konischen Schnecken, die sowohl in einem in der Mitte befindlichen kegelförmigen Einbau, der zugleich als Schüttkegel dient, als auch am Umfang des Schachtofens gelagert sind. Durch den in der Mitte befindlichen kegelförmigen Einbau kann zwar die Ausbildung des zentralen "Toten Mannes" hintangehalten werden, es existieren aber nach wie vor inaktive Zonen zwischen den benachbarten Austragsvorrichtungen, die zur Ausbildung der erwähnten unerwünschten Schüttungspyramiden fuhren.EP-B-0 085 290 discloses arrangements of short conical screws which are mounted both in a conical installation in the middle, which also serves as a pouring cone, and on the circumference of the shaft furnace. Due to the conical installation in the middle, the formation of the central "dead man" can be delayed, but there are still inactive zones between the neighboring ones Discharge devices that lead to the formation of the undesirable pyramids mentioned above.
Mit keiner der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen von Austragsvorrichtungen und/oder Einbauten ist es möglich, die Ausbildung von als "Toter Mann" bezeichneten Schüttungspyramiden zwischen je zwei benachbarten Austragsvorrichtungen am inneren Rand des Schachtofens zu verhindern.With none of the arrangements of discharge devices and / or internals known from the prior art, it is possible to prevent the formation of pyramids known as "dead man" between two adjacent discharge devices on the inner edge of the shaft furnace.
Aufgabe der gegenständlichen Erfindung ist es demnach, die Ausbildung von Schüttungspyramiden zwischen jeweils zwei benachbarten Austragsvorrichtungen am inneren Rand des Schachtofens zu vermeiden, bzw. so weit zu verringern, daß die Spitzen der Schüttungspyramiden wesentlich unterhalb des Bereiches der Gaseinströmschlitze für das Reduktionsgas liegen, wodurch die Gaseinströmschlitze nicht mehr durch unbewegtes Schüttungsmaterial abgedeckt werden.The object of the present invention is therefore to avoid the formation of bed pyramids between two adjacent discharge devices on the inner edge of the shaft furnace, or to reduce it to such an extent that the tips of the bed pyramids lie substantially below the area of the gas inflow slots for the reducing gas, as a result of which Gas inlet slots are no longer covered by unmoving bulk material.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bereich der Gaseinströmschlitze und dem der Austragsvorrichtungen Vorrichtungen zum Bewegen des im Schachtofen befindlichen Gutes angeordnet sind.The invention is characterized in that devices for moving the material in the shaft furnace are arranged between the area of the gas inflow slots and that of the discharge devices.
Durch die erfindungsgemäß angeordneten Vorrichtungen wird der Aufbau von Schüttungspyramiden in, bzw. über den Bereich der Gaseinströmschlitze wirksam verhindert. Durch diese Anordnung kann vor allem im oberen Teil des Schachtes, dem Bereich des Reaktionsraumes, in dem die Reduktionsvorgänge ablaufen, ein weitgehend flächendeckendes Durchmischen und Absenken des Reaktionsgutes erreicht werden.The devices according to the invention effectively prevent the formation of bed pyramids in or over the area of the gas inflow slots. With this arrangement, it is possible, particularly in the upper part of the shaft, the area of the reaction space in which the reduction processes take place, to achieve thorough mixing and lowering of the reaction mixture.
Vorzugsweise ist die Anzahl der Vorrichtungen zum Bewegen des im Schachtofen befindlichen Gutes doppelt so groß wie die Anzahl der Austragsvorrichtungen für das stückige Gut. Durch die große Anzahl an Bewegungsvorrichtungen wird eine homogener Austrag des Reaktionsgutes erzielt.The number of devices for moving the goods in the shaft furnace is preferably twice as large as the number of discharge devices for the lumpy goods. Due to the large number of movement devices, a homogeneous discharge of the reaction material is achieved.
Besonders bevorzugt sind je zwei Bewegungsvorrichtungen derart paarweise je einer Austragsvorrichtung zugeordnet, daß jede der beiden Bewegungsvorrichtungen sich sowohl über als auch neben, und zwar eine links und die zweite rechts von der Austragsvorrichtung befindet. Durch diese besondere erfindungsgemäße Anordnung der Bewegungsvomchtungen wird bewirkt, daß die Schüttungspyramiden von ihren Rändern her abgetragen werden. Dadurch wird erreicht, daß die Schüttungspyramiden wesentlich an Höhe verlieren und infolgedessen die sich weiter oben im Umfang des Schachtofens befindenden Gaseinströmschlitze nicht mehr abdecken können, was letztendlich zu einer homogenen Gasverteilung im Schachtofen führt. Ein weiterer Effekt ist eine Vergrößerung des aktiven Volumens des Reaktionsraumes.It is particularly preferred for two movement devices to be assigned in pairs to one discharge device in such a way that each of the two movement devices is located both above and next to, namely one to the left and the second to the right of the discharge device. This particular arrangement of the movement devices according to the invention causes the pyramids to be removed from their edges. It is thereby achieved that the filling pyramids lose a substantial amount in height and consequently the gas inflow slots located further up in the circumference of the shaft furnace can no longer cover, which ultimately leads to a homogeneous gas distribution in the shaft furnace. Another effect is an increase in the active volume of the reaction space.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die Bewegungsvorrichtungen als Förderschnecken ausgeführt sind, wobei die Schraubenflächen der Förderschnecken gegebenenfalls über zumindest einen Teilbereich jeweils einer Förderschnecke eine unendlich große Steigung aufweisen.A preferred embodiment consists in that the movement devices are designed as screw conveyors, the screw surfaces of the screw conveyors possibly having an infinitely large pitch over at least a partial area of a screw conveyor.
Einem Merkmal der Erfindung zufolge werden die Schraubenflächen der Förderschnecken von auswechselbaren und/oder fix auf den Wellen der Förderschnecken montierten Paddeln gebildet. Die Erfahrung hat gezeigt, daß solche Paddeln beim Bewegen von Eisenoxid und/oder Eisenschwamm enthaltendem Gut starken mechanischen und abrasiven Einflüssen ausgesetzt sind. Wenn nun Wartungsarbeiten an den Förderschnecken durchzufuhren sind, so ist es von großem Vorteil, wenn nicht die gesamte Schnecke ersetzt werden muß, sondern wenn lediglich die beschädigten Paddel ausgetauscht werden können.According to a feature of the invention, the screw surfaces of the screw conveyors are formed by exchangeable paddles and / or fixedly mounted on the shafts of the screw conveyors. Experience has shown that such paddles are exposed to strong mechanical and abrasive influences when moving iron oxide and / or sponge material. If maintenance work is now to be carried out on the screw conveyors, it is of great advantage if the entire screw conveyor does not have to be replaced, but only if the damaged paddles can be replaced.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Wellen der Förderschnecken einseitig, also fliegend gelagert und gegebenenfalls gekühlt. Die Form der Wellen ist dabei im wesentlichen zylindrisch, die Wellen können aber gegebenenfalls über zumindest einen Teilbereich ihrer Länge mit konstanter und/oder nicht konstanter Steigung nach innen, also in Richtung der Mitte des Schachtofens konisch verjüngt ausgeführt sein.According to a further feature of the invention, the shafts of the screw conveyors are supported on one side, that is to say overhung, and are cooled, if necessary. The shape of the corrugations is essentially cylindrical, but the corrugations can optionally be made conically tapered over at least part of their length with a constant and / or non-constant slope inwards, that is to say in the direction of the center of the shaft furnace.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Umhüllende der Schraubenflächen jeweils einer Förderschnecke im wesentlichen zylindrisch, kann aber gegebenenfalls über zumindest einen Teilbereich mit konstanter und/oder nicht konstanter Steigung nach innen konisch verjüngt ausgeführt werden.According to a further feature of the invention, the envelope of the screw surfaces of each screw conveyor is essentially cylindrical, but can optionally be conically tapered inwards over at least a partial region with a constant and / or non-constant pitch.
Durch die flexible Ausführungsform von Wellen und/oder Schraubenflächen ist es möglich, das Förderverhalten der Förderschnecken den fluiddynamischen Gegebenheiten des Fördergutes anzupassen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Schraubenflache jeder Forderschnecke dergestalt ausgebildet, daß jede Förderschnecke in Richtung der Mitte des Schachtofens oder von dessen Mitte weg oder radial zur Forderschnecke fördert.The flexible embodiment of shafts and / or screw surfaces makes it possible to adapt the conveying behavior of the screw conveyors to the fluid dynamic conditions of the material to be conveyed. According to a further feature of the invention, the screw surface of each auger is designed such that each auger conveys in the direction of the center of the shaft furnace or away from the center or radially to the auger.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Forderschnecken für permanenten oder temporaren Einsatz axial verfahrbar angeordnet Diese Ausgestaltung hat einerseits den Vorteil, daß jede der Förderschnecken für Wartungsarbeiten gut zuganglich ist, andererseits ist es nicht notig jede Forderschnecke permanent in Betrieb zu halten, sondern nur temporar zum Abbau der Schüttungspyramiden einzusetzenAccording to a further feature of the invention, the augers are arranged to be axially movable for permanent or temporary use.This configuration has the advantage on the one hand that each of the augers is easily accessible for maintenance work, on the other hand it is not necessary to keep each auger permanently in operation, but only temporarily to dismantle the pyramids
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Drehrichtung jeder einzelnen Forderschnecke kontinuierlich oder diskontinuierlich im oder gegen den Uhrzeigersinn oder aber oszillierend Durch die Flexibilität der Drehbewegung und -richtung kann den jeweiligen geometrischen Gegebenheiten der Schüttungspyramiden Rechnung getragen werden Darüber hinaus wird eine homogene Durchmischung des Reaktionsgutes sichergestellt.According to a further feature of the invention, the direction of rotation of each individual auger is continuous or discontinuous clockwise or counterclockwise or oscillating. The flexibility of the rotational movement and direction can take into account the respective geometric conditions of the pyramids. In addition, a homogeneous mixing of the reaction material is ensured .
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Oszillations- oder Drehbewegung jeweils zweier, paarweise einer Austragsvorrichtung zugeordneten Forderschnecken gegenläufig Die Forderrichtung ist gemäß dieser bevorzugten Ausgestaltung im wesentlichen radial, kann aber gegebenenfalls eine geringfügige axiale Komponente aufweisenAccording to a preferred embodiment of the invention, the oscillating or rotary movement is in opposite directions in each case of two augers, which are assigned in pairs to a discharge device. According to this preferred embodiment, the conveying direction is essentially radial, but can optionally have a slight axial component
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Kopf jeder Forderschnecke in an sich bekannter Weise als Bohrkrone ausgebildet Dadurch wird bei temporarem Einsatz das Einbohren in eine festgebackene Schuttungspyramide ermöglicht.According to a further embodiment of the invention, the head of each auger is designed as a drill bit in a manner known per se. This allows drilling into a baked-up pyramid for temporary use.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind für den Antrieb der Wellen der Forderschnecke Motoren vorgesehen. Bei einem Antrieb der Wellen mittels Motoren ist zum einen eine flexible Anpassung der Forderschnecken an den Prozeß gegeben und zum anderen ist der Ein- und Ausbau, da der Antrieb ohnehin auf der Verfahrvorrichtung angeordnet ist, erleichtert.According to a further embodiment of the invention, motors are provided for driving the shafts of the Ford screw. When the shafts are driven by means of motors, on the one hand there is a flexible adaptation of the Ford screws to the process and on the other hand the installation and removal is facilitated since the drive is arranged on the travel device anyway.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind für das Erkennen des Einbohrverhaltens der Schnecken Sensoren vorgesehen Unter einem beispielsweise unerwünschten Einbohrverhalten einer Schnecke ist das Abweichen des Schneckenkopfes von der gewünschten Richtung beim Einbohren in eine gegebenenfalls teilweise festgebackene Schuttung zu verstehen Der Prozeß - o -According to one embodiment of the invention, sensors are provided for recognizing the drilling behavior of the screws. An undesired drilling behavior of a screw, for example, is to be understood as the deviation of the screw head from the desired direction when drilling into a partially partially stuck fill. The process - o -
des Einbohrens ist ein sensibler und bei einem Fehlverhalten des bedienenden Personals ein eine teure Reparatur hervorrufender Vorgang. Somit ist die Sensorik ein wichtiger Bestandteil der Prozeßführung.Drilling is a sensitive process and, in the event of misconduct on the part of the operating personnel, an expensive repair. The sensors are therefore an important part of process control.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Regelung der Drehzahlen und/oder des Einbohrverhaltens der einzelnen Wellen der Förderschnecken, der Fördercharakteristik und/oder dem Einbohrverhalten entsprechend, vorgesehen. Dadurch kann die Bewegungscharakteristik der Schnecke und des Bohrkopfes den jeweiligen Prozeßerfordernissen angepaßt werden.According to a further feature of the invention, the speeds and / or the drilling behavior of the individual shafts of the screw conveyors are regulated according to the conveying characteristics and / or the drilling behavior. As a result, the movement characteristics of the worm and the drill head can be adapted to the respective process requirements.
Die Erfindung wird nun anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown in the drawings:
Fig. 1 : Schachtofen mit Austragsvorrichtungen und Schüttungspyramiden, ohne BewegungsvorrichtungenFig. 1: shaft furnace with discharge devices and filling pyramids, without moving devices
Fig. 2: Schachtofen mit Austragsvorrichtungen und BewegungsvorrichtungenFig. 2: shaft furnace with discharge devices and moving devices
Fig. 3: Schachtofen mit Austragsvorrichtungen, Bewegungsvorrichtungen und verkleinerten Schüttungspyramiden.Fig. 3: shaft furnace with discharge devices, moving devices and reduced pyramids.
Fig. 4: Draufsicht auf Ebene der Bewegungsvorrichtungen mit darunterliegenden AustragsvorrichtungenFig. 4: Top view on the level of the movement devices with discharge devices underneath
Fig. 5: Detailansicht einer Austragsvorrichtung mit darüberliegenden BewegungsvorrichtungenFig. 5: Detailed view of a discharge device with overlying movement devices
Fig. 1 zeigt eine Darstellung des zu lösenden Problems: Ein Schachtofen 1 enthält in seinem Inneren eine Feststoffschuttung 2, welcher Feststoff durch über dem Boden 3 des Schachtofens 1 sternförmig angeordnete Austragsvorrichtungen 4 aus dem Schachtofen 1 ausgetragen wird. Zischen den sternförmig angeordneten Austragsvorrichtungen 4 (als Förderschnecken ausgebildet; nicht dargestellt) haben sich hohe Schüttungspyramiden 5 aufgebaut, welche über einen Teil der Gaseinströmschlitze 6 hinausragen und diese verdecken. Das aktive Volumen des Schachtofens 1 ist um das Volumen der Schüttungspyramiden 5 veringert und die Feststoffschuttung wird nicht gleichmäßig durchgast.. ig 2 zeigt einen Schachtofen 1 mit erfindungsgemaß angeordneten Bewegungsvorrichtungen 7 Jeder Austragsvorrichtung 4 sind zwei Bewegungsvorrichtungen 7 zugeordnet, die sich sowohl oberhalb als auch neben, und zwar eine links und die zweite rechts von der Austragsvorrichtung 4 befinden.1 shows a representation of the problem to be solved: a shaft furnace 1 contains in its interior a solid bed 2, which solid is discharged from the shaft furnace 1 by means of discharge devices 4 arranged in a star shape above the base 3 of the shaft furnace 1. Between the star-shaped discharge devices 4 (designed as screw conveyors; not shown), high pyramids 5 have built up, which protrude over part of the gas inflow slots 6 and cover them. The active volume of the shaft furnace 1 is reduced by the volume of the filling pyramids 5 and the solid bed is not evenly gasified. FIG. 2 shows a shaft furnace 1 with movement devices 7 arranged according to the invention. Each discharge device 4 is assigned two movement devices 7, which are located both above and next to, namely one on the left and the second on the right of the discharge device 4.
Fig 3 zeigt einen Schachtofen 1 mit erfindungsgemaß angeordneten Bewegungsvorrichtungen 7, sowie Schüttungspyramiden 5, die durch den Einsatz der erfindungsgemaß angeordneten Bewegungsvorrichtungen 7 verkleinert sind Die Gaseinströmschlitze 6 werden nicht mehr von den Schüttungspyramiden 5 überdeckt Die Feststoffschuttung 2 wird gleichmaßig durchgast und das aktive Volumen des Schachtofens 1 ist vergrößert3 shows a shaft furnace 1 with movement devices 7 arranged according to the invention, as well as filling pyramids 5, which are reduced in size by using the movement devices 7 arranged according to the invention. The gas inflow slots 6 are no longer covered by the filling pyramids 5 1 is enlarged
Fig 4 zeigt eine Draufsicht auf die Ebene der Bewegungsvorrichtungen 7 mit darunterliegenden Austragsvorrichtungen 4 Jeder Austragsvorrichtung 4 sind 2 Bewegungsvorrichtungen 7 zugeordnet. Dadurch ist der keilförmige Bereich 8 zwischen zwei Austragsvorrichtungen 4, über dem sich Schüttungspyramiden aufbauen, verkleinert. Da der Schuttwinkel eine konstante, materialabhangige Große ist, ist bei verkleinerter Grundflache der Schuttungspyramide auch die Hohe reduziert.4 shows a plan view of the level of the movement devices 7 with discharge devices 4 underneath. Each discharge device 4 is assigned 2 movement devices 7. As a result, the wedge-shaped area 8 between two discharge devices 4, over which pyramids are built, is reduced. Since the angle of rubble is a constant, material-dependent size, the height of the pyramid is reduced with a reduced base area.
Fig 5 zeigt in einer Detailansicht eine Austragsvorrichtung 4 mit 2 daruberliegenden Bewegungsvorrichtungen 7, die hier als Förderschnecken ausgebildet sind Pfeile 8 geben die Drehrichtungen der Bewegungsvorrichtungen 7 an, die zueinander entgegengesetzt sind Dadurch wird Material von den Schüttungspyramiden (hier nicht dargestellt) zum Austragsbereich der Austragsvorrichtungen 4 befordert 5 shows in a detailed view a discharge device 4 with 2 movement devices 7 lying above it, which are designed here as screw conveyors. Arrows 8 indicate the directions of rotation of the movement devices 7, which are opposite to each other. This causes material from the filling pyramids (not shown here) to the discharge area of the discharge devices 4 requests

Claims

- o -Patentansprüche - o -Patent claims
1. Schachtofen (1), insbesondere Direktreduktionsschachtofen, mit einer Schüttung (2) aus stückigem Gut, insbesondere Eisenoxid und/oder Eisenschwamm enthaltendem stückigem Gut, mit über dem Bodenbereich (3) des Schachtofens (1) angeordneten Austragsvorrichtungen (4) für das stückige Gut, sowie mit über den1. shaft furnace (1), in particular direct reduction shaft furnace, with a bed (2) of lumpy material, in particular iron oxide and / or sponge containing lumpy material, with discharge devices (4) arranged above the base region (3) of the shaft furnace (1) for the lumpy material Well, as well as with the
Austragsvorrichtungen (4) angeordneten Einlaßöffnungen (6) für ein Reduktionsgas, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem von den Einlaßöffnungen (6) gebildeten Bereich und dem von den Austragsvorrichtungen (4) gebildeten Bereich Vorrichtungen (7) zum Bewegen des im Schachtofen (1) befindlichen Gutes angeordnet sind.Discharge devices (4) arranged inlet openings (6) for a reducing gas, characterized in that between the area formed by the inlet openings (6) and the area formed by the discharge devices (4) devices (7) for moving the one located in the shaft furnace (1) Good things are arranged.
2. Schachtofen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Vorrichtungen (7) zum Bewegen des im Schachtofen (1) befindlichen Gutes zumindest doppelt so groß ist wie die Anzahl der Austragsvorrichtungen (4) für das stückige Gut.2. shaft furnace (1) according to claim 1, characterized in that the number of devices (7) for moving the goods in the shaft furnace (1) is at least twice as large as the number of discharge devices (4) for the lumpy good.
3. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Bewegungsvorrichtungen (7) derart paarweise je einer Austragsvorrichtung (4) zugeordnet sind, daß jede der beiden Bewegungsvorrichtungen (7) sich sowohl über als auch neben, und zwar eine links und die zweite rechts von der Austragsvorrichtung (4) befindet.3. shaft furnace (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that two movement devices (7) are assigned in pairs to a discharge device (4) in such a way that each of the two movement devices (7) is located both above and next to, namely one on the left and the second on the right of the discharge device (4).
4. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrichtungen (7) als horizontal angeordnete Förderschnecken ausgebildet sind.4. shaft furnace (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the movement devices (7) are designed as horizontally arranged screw conveyors.
5. Schachtofen (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecken sternförmig angeordnet sind.5. shaft furnace (1) according to claim 4, characterized in that the screw conveyors are arranged in a star shape.
6. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen der Förderschnecken im Bereich der Ofenwand fliegend gelagert und gegebenenfalls gekühlt sind.6. shaft furnace (1) according to one of claims 4 or 5, characterized in that the shafts of the screw conveyors are overhung in the region of the furnace wall and are optionally cooled.
7. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen der Förderschnecken im wesentlichen zylindrisch sind und sich gegebenenfalls über zumindest einen Teilbereich ihrer Länge mit konstanter und/oder nicht konstanter Steigung mit zunehmender Entfernung von der Ofenwand konisch verjüngen.7. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 6, characterized in that the shafts of the screw conveyors are substantially cylindrical and, if appropriate, themselves Taper conically over at least a portion of their length with a constant and / or non-constant slope with increasing distance from the furnace wall.
8. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenflächen der Förderschnecken in zumindest einem Teilbereich eine unendlich große Steigung aufweisen.8. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 7, characterized in that the screw surfaces of the screw conveyors have an infinitely large slope in at least one partial area.
9. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenflächen der Förderschnecken von auswechselbaren und/oder fix auf den Wellen montierten Paddeln gebildet werden.9. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 8, characterized in that the screw surfaces of the screw conveyors are formed by replaceable and / or fixed paddles mounted on the shafts.
10. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllende einer Schraubenfläche im wesentlichen zylindrisch ist und sich gegebenenfalls über zumindest einen Teilbereich mit konstanter und/oder nicht konstanter Steigung nach innen konisch verjüngt.10. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 9, characterized in that the envelope of a screw surface is substantially cylindrical and if necessary tapers inwardly over at least a portion with a constant and / or non-constant slope.
11. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Förderschnecken so ausgebildet ist, daß sie entweder in Richtung der Mitte des Schachtofens (1) oder von der Mitte weg oder radial zur Förderschnecke fördert.11. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 10, characterized in that each of the screw conveyors is designed so that it either in the direction of the center of the shaft furnace (1) or away from the center or radially to the screw conveyor.
12. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Förderschnecke für permanenten und/oder temporären Einsatz axial verfahrbar angeordnet ist.12. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 11, characterized in that each screw conveyor is arranged axially movable for permanent and / or temporary use.
13. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Förderschnecke kontinuierlich oder diskontinuierlich im oder gegen den Uhrzeigersinn drehbar angeordnet ist.13. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 12, characterized in that each screw conveyor is arranged continuously or discontinuously rotatable clockwise or counterclockwise.
14. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillations- und/oder Drehbewegung je zweier paarweise einer Austragsvorrichtung (4) zugeordneten Förderschnecken gegenläufig ausgerichtet ist.14. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 13, characterized in that the oscillating and / or rotary movement of two pairs of a discharge device (4) associated conveyor screws is aligned in opposite directions.
15. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Förderschnecken als Bohrkronen ausgebildet sind. 15. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 14, characterized in that the tips of the screw conveyors are designed as drill bits.
16. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Wellen der Förderschnecken Motoren vorgesehen sind.16. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 15, characterized in that motors are provided for driving the shafts of the screw conveyors.
17. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß für das Erkennen des Einbohrverhaltens der Förderschnecken Sensoren vorgesehen sind.17. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 16, characterized in that sensors are provided for detecting the drilling behavior of the screw conveyors.
18. Schachtofen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einheit zur Regelung der Drehzahlen und/oder des Einbohrverhaltens der einzelnen Wellen der Förderschnecken, der Fördercharakteristik und/oder dem Einbohrverhalten entsprechend, vorgesehen ist. 18. shaft furnace (1) according to one of claims 4 to 16, characterized in that a unit for controlling the speeds and / or the drilling behavior of the individual shafts of the screw conveyors, the conveying characteristic and / or the drilling behavior is provided accordingly.
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