NL1012202C2

NL1012202C2 - Filling system for blast furnace, has hollow elastic seal connected to gas source provided in groove in adaptor surface of hopper in contact with bell jar

Info

Publication number: NL1012202C2
Application number: NL1012202A
Authority: NL
Inventors: Ronald Van Duijn; Wilhelmus Gerardus M Vergouwen
Original assignee: Corus Technology B V
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-12-04

Abstract

At least one groove (13) is provided in the adaptor surface (12) of the hopper (5), in which a hollow elastic seal (14) is located. The seal cavity (15) is connected to a first controllable gas system (20) for controlling the pressure inside the cavity and the temperature of the gas flowing through it. A filling system for a shaft oven, especially a blast furnace, comprises two cone-shaped bell jars (6) which are vertically movable and positioned one above the other, two hoppers with an adaptor surface in their bottom side, and a system for moving each of the bell jars towards and away from the adaptor surface. At least one groove is provided in the adaptor surface, in which a hollow elastic seal is located. The seal cavity is connected to a first controllable gas system via an inlet (18) and outlet (19), used to control the pressure inside the cavity and the temperature of the gas flowing through it. An Independent claim is also included for a blast furnace with this filling system.

Description

ff

VULSYSTEEM VOOR EEN SCHACHTOVEN, IN HET BIJZONDER EEN HOOGOVENFILLING SYSTEM FOR A SHAFT OVEN, IN PARTICULAR A MAIN OVEN

De uitvinding heeft betrekking op een vulsysteem voor een schachtoven, in het 5 bijzonder een hoogoven, van het type omvattende twee boven elkaar geplaatste verticaal beweegbare konische klokken, twee vultrechters met aan hun onderrand een pasvlak en bewegingssystemen voor het bewegen van elk der klokken ten opzichte van en tot tegen een pasvlak. Dit vulsysteem vormt tevens een sluis. Daarbij zijn de onderste klok en de onderste vultrechter groter uitgevoerd dan de bovenste klok en 10 trechter. Het klokkensysteem voorkomt dat het giftige en verontreinigde hoogovengas tijdens het beladen van de hoogoven met grondstoffen, zoals cokes en erts, uit de oven naar de buitenlucht stroomt. Daarbij kan ook de gasdruk binnen de oven op peil blijven.The invention relates to a filling system for a shaft furnace, in particular a blast furnace, of the type comprising two vertically movable conical clocks placed one above the other, two hoppers with a mating surface on their lower edge and movement systems for moving each of the clocks relative to from and to a fitting surface. This filling system also forms a lock. In addition, the bottom clock and the lower hopper are made larger than the top clock and hopper. The bell system prevents the toxic and contaminated blast furnace gas from flowing out of the furnace into the air during the loading of the blast furnace with raw materials such as coke and ore. In addition, the gas pressure within the oven can also be maintained.

Bij het klokkensysteem van een hoogoven dient de grote klok veelvuldig 15 geopend en gesloten te worden. Daarbij stroomt telkens een grote hoeveelheid stortmateriaal met geweld ter plaatse over de klok waarop in een volgende fase het pasvlak van de vultrechter moet afsluiten. Onder de grote klok bevindt zich de oven waarin een overdruk heerst van bijvoorbeeld 2,3 bar. Tijdens het vullen van het klokkensysteem met stortmateriaal wordt eerst de kleine klok geopend, waarbij het 20 stortmateriaal op de grote klok wordt gestort. Daarbij zal vooraf de gasdruk in de ruimte tussen de klokken geëgaliseerd moeten zijn met betrekking tot de buitenluchtdruk. Het drukverschil tussen de oven en de ruimte tussen de klokken is dan maximaal. Om dan te voorkomen dat gas vanuit de oven kan ontsnappen naar de buitenlucht, dient de grote klok goed gasdicht af te sluiten op de grote vultrechter.In the clock system of a blast furnace, the large clock has to be opened and closed frequently. During this process, a large amount of bulk material flows violently on site over the clock, during which the mating surface of the filling funnel must close off in a subsequent phase. Below the large clock is the oven with an overpressure of, for example, 2.3 bar. During the filling of the bell system with bulk material, the small bell is first opened, whereby the bulk material is dumped on the large bell. The gas pressure in the space between the clocks will have to be equalized in advance with regard to the outside air pressure. The pressure difference between the oven and the space between the clocks is then maximum. In order to prevent gas from escaping from the oven to the outside air, the large clock must close tightly in a gas-tight manner on the large filling funnel.

25 Doordat het stortmateriaal tijdens het vullen van de hoogoven over de klok stroomt, en dus ook ter plaatse waar de klok en de vultrechter op elkaar moeten afdichten, zal het contactoppervlak van de klok aldaar beschadigd raken. Door het grote drukverschil over de grote klok zal zelfs bij een gesloten grote klok hoogovengas langs het afdichtende contactvlak geperst worden. Wanneer de slijtage 30 van de grote klok te grote vormen aanneemt, zal in eerste instantie de topdruk verminderd moeten worden. Het rendement van het ovenproces wordt hierdoor lager, 1*1012 2 0 2 -2- hetgeen produktieverlies ten gevolge heeft. Uiteindelijk zal het hoogovenproces afgeregeld moeten worden teneinde het klokkensysteem te vervangen. Zowel deze vervanging als het produktieverlies gaan met aanzienlijke kosten gepaard, om welke reden er grote behoefte is om het beschreven slijtageprobleem op te lossen.Because the bulk material flows over the clock during the filling of the blast furnace, and therefore also at the location where the clock and the filling funnel must seal, the contact surface of the clock will be damaged there. Due to the large pressure difference over the large bell, blast furnace gas will be pressed along the sealing contact surface even with a closed large bell. When the wear of the large bell takes on too great a shape, the top pressure will initially have to be reduced. This reduces the efficiency of the furnace process, 1 * 1012 2 0 2 -2-, which results in production loss. Ultimately, the blast furnace process will have to be adjusted in order to replace the bell system. Both this replacement and the production loss are at considerable cost, which is why there is a great need to solve the described wear problem.

5 De uitvinding voorziet nu in een oplossing voor het beschreven probleem, welke daarin bestaat dat althans in het pasvlak van de onderste vultrechter althans één groef aanwezig is waarin een, op zichzelf bekend, uitzetbaar elastisch hol afdichtmiddel is aangebracht, waarbij een holte in het afdichtmiddel is aangesloten op een eerste regelbaar gassysteem hetwelk door middel van een toevoer en een 10 afvoer op het afdichtmiddel is aangesloten en dat dit regelbare gassysteem is ingericht op het regelen van de inwendige druk in de holte en de temperatuur en het debiet van het doorstromende gas.The invention now provides a solution to the problem described, which consists in that at least one groove is present in the mating surface of the lower hopper in which an, per se known, expandable elastic hollow sealant is provided, wherein a cavity in the sealant is connected to a first controllable gas system which is connected to the sealant by means of a supply and a discharge and that this controllable gas system is adapted to control the internal pressure in the cavity and the temperature and flow rate of the flowing gas.

Dankzij deze constructie kan, ook nadat reeds aanzienlijke slijtage is opgetreden, dankzij het elastische afdichtmiddel toch nog een gasdichte afsluiting 15 worden verkregen. Daarbij is het niet nodig om bij toenemende slijtage tijdens het vullen de topdruk in de oven te verminderen, en kan een algemene reparatie van het klokkensysteem met aanzienlijk grotere tussenpozen worden uitgevoerd.Thanks to this construction, a gas-tight seal 15 can still be obtained, even after considerable wear has already occurred, thanks to the elastic sealant. Thereby it is not necessary to reduce the top pressure in the furnace with increasing wear during filling, and a general repair of the bell system can be carried out at considerably greater intervals.

Opgemerkt wordt dat voor kleinere doorvoeropeningen afdichtsystemen bekend zijn die een uitzetbaar elastisch afdichtmiddel omvatten. Daarbij kan 20 verwezen worden naar de octrooischriften US 4,137,935 en US 5,385,437. Uit deze publicaties is het niet bekend om een uitzetbaar afdichtmiddel in combinatie met een grote klok en een grote vultrechter aan te brengen. Daarbij kunnen grote afdichtproblemen optreden, zeker als gevolg van de optredende hoge temperaturen. Door de gasdruk niet enkel te gebruiken als middel om het afdichtmiddel uit te 25 zetten, doch ook door doorstromend gas als koelmiddel te gebruiken, is het mogelijk gebleken de afdichting op een temperatuur te houden waarbij een lange levensduur van het afdichtmiddel en een langdurig goed functioneren daarvan kunnen worden verkregen.It is noted that for smaller through-holes sealing systems are known which comprise an expandable elastic sealant. Reference can be made here to the patents US 4,137,935 and US 5,385,437. From these publications it is not known to apply an expandable sealant in combination with a large bell and a large hopper. Large sealing problems can then occur, especially as a result of the high temperatures occurring. By using the gas pressure not only as a means of expanding the sealant, but also by using flowing gas as a coolant, it has proved possible to maintain the seal at a temperature at which a long life of the sealant and a long-term good functioning thereof can be obtained.

Door een regeling van het debiet en de temperatuur van het doorstromende gas 30 is het mogelijk om ter plaatse voldoende koeling te realiseren teneinde een ontijdige chemische degradatie van het elastomere materiaal te voorkomen. Bovendien kan de ml 0122'- -3- aantasting of de slijtage van het elastische afdichtmiddel worden verminderd door dit op een lagere temperatuur te houden.By controlling the flow rate and the temperature of the flowing gas 30, it is possible to realize sufficient cooling on site in order to prevent untimely chemical degradation of the elastomeric material. In addition, the ml 0122'-3- attack or wear of the elastic sealant can be reduced by keeping it at a lower temperature.

Een verdere verbetering van de inrichting kan nog worden verkregen indien ten opzichte van de stroomrichting van het stortmateriaal, bovenstrooms, dus op een 5 hoger gelegen plaats dan de bovenste groef in het pasvlak een gaskanaal uitmondt, hetgeen is aangesloten aan een tweede regelbaar gassysteem. Hiermee is het dan mogelijk om, alvorens de inrichting gasdicht wordt afgesloten het pasvlak en het corresponderende deel van de klok te koelen en schoon te spuiten. Daarbij wordt achtergebleven stof van het stortmateriaal verwijderd, en worden de op elkaar 10 afdichtende vlakken voorgekoeld, waardoor een betere afdichting wordt verkregen.A further improvement of the device can still be obtained if, relative to the flow direction of the bulk material, upstream, i.e. at a location higher than the upper groove in the fitting surface, a gas channel opens, which is connected to a second controllable gas system. This makes it possible to cool and spray the fitting surface and the corresponding part of the clock before sealing the device in a gastight manner. Thereby residual dust is removed from the bulk material, and the sealing surfaces are precooled, so that a better sealing is obtained.

Overigens dient te worden opgemerkt dat de uitvinding tevens de mogelijkheid omvat om meerdere groeven met afdichtmiddelen na elkaar in het pasvlak aan te brengen, waardoor een vorm van labyrintafdichting wordt verkregen.Incidentally, it should be noted that the invention also comprises the possibility of arranging several grooves with sealing means one after the other in the fitting surface, whereby a form of labyrinth sealing is obtained.

Het elastische holle afdichtmiddel kan diverse uitvoeringsvormen hebben. 15 Goede resultaten zijn verkregen indien dit afdichtmiddel is vervaardigd uit een fluor-gesubstitueerd elastomeer materiaal. Dergelijke materialen zijn gekenmerkt door een verbeterde slijt- en temperatuurbestendigheid. Een verdere verbetering is mogelijk gebleken door het elastomere materiaal verder te versterken met een kunststof vezel welke pas boven 250°C gaat verweken. Bekende vezels die hieraan voldoen en 20 bovendien hieraan een grote sterkte paren, kunnen zijn vervaardigd uit een aramide. Tenslotte heeft de uitvinding tevens betrekking op een hoogoven welke is voorzien van een vulsysteem van het nieuwe type.The elastic hollow sealant can have various embodiments. Good results have been obtained if this sealant is made of a fluorine-substituted elastomer material. Such materials are characterized by improved wear and temperature resistance. A further improvement has proved possible by further strengthening the elastomeric material with a plastic fiber which will only soften above 250 ° C. Known fibers which meet this requirement and in addition have a high strength to it can be made from an aramid. Finally, the invention also relates to a blast furnace which is provided with a filling system of the new type.

De uitvinding zal vervolgens worden toegelicht aan de hand van een aantal figuren.The invention will now be elucidated on the basis of a number of figures.

25 Fig. 1 toont schematisch het bovendeel van een hoogoven met een bekend vulsysteem.FIG. 1 schematically shows the top part of a blast furnace with a known filling system.

Fig. 2 toont dezelfde situatie echter met een andere stand van dit vulsysteem.Fig. 2 shows the same situation with a different position of this filling system.

Fig. 3 toont op vergrote schaal een detail van Fig. 1, uitgevoerd volgens de uitvinding.Fig. 3 is an enlarged detail of FIG. 1, carried out according to the invention.

30 In figuren 1 en 2 is met verwijzingscijfer 1 het boveneinde van een hoogoven schematisch aangegeven. Daarbij is 2 het vulsysteem. In Fig. 1 is aangegeven hoe .H0122.0 2 -4- een stroom stortmateriaal 3 over de bovenste kleine klok 4 stroomt en daarbij in de ruimte binnen de grote trechter 5 en de grote klok 6 terechtkomt. In Fig. 2 is de situatie afgebeeld waarbij de kleine klok 4 is gesloten en de grote klok 6 is geopend. Het stortmateriaal glijdt daarbij over de klok 6 als een stroom 7 in de oven. 5 Tegelijkertijd is er steeds een stroom van heet stofhoudend gas 8 vanuit de lading van de oven, hetgeen over de klok 6 in de ruimte tussen de twee klokken kan terechtkomen.In Figures 1 and 2, reference numeral 1 schematically indicates the top end of a blast furnace. 2 is the filling system. In FIG. 1 shows how a stream of bulk material 3 flows over the upper small clock 4, thereby ending up in the space within the large funnel 5 and the large clock 6. In FIG. 2 shows the situation in which the small clock 4 is closed and the large clock 6 is opened. The bulk material then slides over the clock 6 like a stream 7 into the oven. 5 At the same time, there is always a flow of hot dust-containing gas 8 from the furnace charge, which can pass over the clock 6 into the space between the two clocks.

Bij een gesloten grote klok 6 en een geopende kleine klok 4 is er een groot gasdrukverschil tussen het binnenste van de oven en de ruimte boven de grote klok 6. 10 Indien het contactvlak tussen de grote klok 6 en trechter 5 is uitgesleten, zal gas hierlangs kunnen ontsnappen, hetgeen om de hierboven beschreven ongewenst is.With a closed large clock 6 and an opened small clock 4, there is a large gas pressure difference between the interior of the oven and the space above the large clock 6. 10 If the contact surface between the large clock 6 and funnel 5 has worn out, gas will pass escape, which is undesirable for the reasons described above.

In Fig. 3 is op vergrote schaal het detail afgebeeld waar trechter 5 afdicht op klok 6. Bij de gebruikelijke constructie is het bovenvlak van klok 6 voorzien van slijtvlakken 9 en 10 en is een extra afdichtingsvlak 11 aangebracht ter plaatse waar 15 een pasvlak 12 aan de onderrand van trechter 5 op klok 6 aansluit. Gebleken is dat deze plaats sterk gevoelig is voor slijtage en dus voor gaslekkage. Volgens de uitvinding is nu het pasvlak 12 van trechter 5 verder doorgetrokken (het gearceerde deel), waarin een groef 13 is aangebracht. Binnen deze groef is een elastomere ringvormige slang 14 aangebracht. De holte 15 in deze slang is aangesloten 20 (schematisch aangegeven) op een toevoer 18 en een afvoer 19 voor een gassysteem 20. Met traditionele regelmiddelen is het daarbij mogelijk om tegelijkertijd de inwendige druk in de holte 15 en de temperatuur en het debiet van het doorstromende gas te regelen. Als regel zal voor dit gas lucht worden gebruikt. Dankzij het onder druk doorstromen van gekoelde lucht is het nu mogelijk de elastomere slang op een 25 temperatuur te houden waarbij deze niet chemisch en/of thermisch wordt aangetast, en is het tevens mogelijk hem zodanig onder druk te zetten dat ten allen tijde een goede afdichting tegenover vlak 10 behouden blijft.In FIG. 3 the detail is shown on an enlarged scale where funnel 5 seals on bell 6. In the usual construction, the top surface of bell 6 is provided with wear surfaces 9 and 10 and an additional sealing surface 11 is provided at the location where 15 has a fitting surface 12 on the bottom edge of connect funnel 5 to clock 6. It has been found that this place is highly sensitive to wear and therefore to gas leakage. According to the invention, the fitting surface 12 of funnel 5 is now further extended (the hatched part), in which a groove 13 is arranged. An elastomeric annular hose 14 is arranged within this groove. The cavity 15 in this hose is connected 20 (schematically indicated) to a supply 18 and a discharge 19 for a gas system 20. With traditional control means it is possible to simultaneously control the internal pressure in the cavity 15 and the temperature and flow rate of the regulate the flow of gas. As a rule, air will be used for this gas. Thanks to the flow of cooled air under pressure, it is now possible to keep the elastomeric hose at a temperature at which it is not chemically and / or thermally attacked, and it is also possible to pressurize it in such a way that a good seal is always present. opposite to plane 10 is retained.

Door middel van een extra kanaal 16 is het tevens mogelijk om via een aanvoersysteem 22 een stroom koellucht 17 toe te voeren waarmee het contactvlak 30 ter plaatse van het elastische afdichtingsmiddel 14 kan worden gekoeld, maar mi 012 2.0 2 -5- bovenal kan worden schoongeblazen van stof. Hierdoor wordt een verdere mechanische aantasting van het afdichtingsmiddel voorkomen.By means of an extra channel 16 it is also possible to supply a flow of cooling air 17 via a supply system 22, with which the contact surface 30 can be cooled at the location of the elastic sealing means 14, but above all can be blown clean. of dust. This prevents further mechanical attack of the sealant.

De hoeveelheid en de temperatuur van deze koellucht wordt geregeld door het regelsysteem 21. De elastomere slang 14 is vervaardigd uit een fluor-gesubstitueerd 5 elastomeer hetwelk in de handel onder de naam “Viton” aangeboden wordt. De slang is verder versterkt met een wapening van aramide vezel, op een wijze waarop de slang nog wel elastisch kan expanderen.The amount and temperature of this cooling air is controlled by the control system 21. The elastomeric hose 14 is made from a fluorine-substituted elastomer which is commercially available under the name "Viton". The hose is further reinforced with a reinforcement of aramid fiber, in a way that the hose can still expand elastically.

mi 012&0 2 ymi 012 & 0 2 y

Claims

1. Shaft furnace filling system, in particular a blast furnace, of the type comprising two vertically movable conical clocks placed one above the other, two hoppers with a mating surface on its lower edge and -6 movement systems for moving each of the clocks relative to and up to a fitting surface, characterized in that at least one groove is present in the fitting surface of the lower hopper, in which a per se known expandable elastic hollow sealant is arranged, wherein a cavity 10 in the sealant is connected to a first controllable gas system which is connected to the sealant by means of an inlet and an outlet and that this controllable gas system is adapted to regulate the internal pressure in the cavity and the temperature and flow rate of the gas flowing through.

Filling system according to claim 1, characterized in that a gas channel, which is connected to a second controllable gas system, opens into the fitting surface at a location higher than the upper groove.

Filling system according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic sealant is made of a fluorine-substituted elastomer material.

Filling system according to any one of claims 1-3, characterized in that the elastic sealant consists of an elastomeric material which is reinforced with a plastic fiber which does not soften until a temperature above 250 ° C. 25

Filling system according to claim 4, characterized in that the synthetic fiber is made of an aramid.

Blast furnaces provided with a filling system according to any one of claims 1-5. lil 12 202