SK58499A3 - Device for discharging or mixing lump materials - Google Patents

Description

Zariadenie na vypúšťanie a miešanie hrudovitej hmoty, predovšetkým CiastoCne a/alebo úplne redukovanej železnej rudy vo vysokej peci, výhodne vysokej peci s priamou redukciou, tvorenej dutým telesom s otvorom smerujúcim dole a/alebo aspoň po jednej strane na vypúšťanie reakCnej hmoty, pričom v dutom telese sú usporiadané radiálne skrutky, ktorých hriadele rôznej dĺžky sú v jednej rovine a/alebo jedna skrutka je konštruovaná ako priechodná. Jednou z možných kombinácií hriadeľov (2) s vloženými koncami troch rôznych dĺžok spofiiva v radiálnom usporiadaní hriadeľov do tvaru osemuholníka vo vysokej peci (1), kde protiľahlé hriadele (2) s vloženými koncami sú rovnako dlhé. Prázdna oblasť, to je neaktívny priestor v strede vysokej pece, je v tejto kombinácii značne zmenšená.

ch

Zariadenie na vypúšťanie a miešanie hrudovitej hmoty

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na vypúšťanie a miešanie hrudovitej hmoty, predovšetkým čiastočne a/alebo úplne redukovanej železnej rudy vo vysokej peci výhodne vysokej pece s priamou redukciou, tvorenej dutým telesom s otvorom smerujúcim dole a/alebo aspoň po jednej strane na vypúšťanie reakčnej hmoty, pričom v dutom telese sú usporiadané radiálne skrutky.

Doterajší stav techniky

V patentovom spise EP-B 166 679 sú opísané skrutky rovnakej dĺžky a valcovými prierezmi na uvádzanie do pohybu a vypúšťanie pevných častíc vo vysokej peci, ktoré sú usporiadané radiálne a jedným koncom votknuté. Inštaláciou priehradiek klinovitého tvaru medzi skrutkami sú minimalizované prázdne oblasti. Nevýhoda tohto usporiadania spočíva v tom, že prázdne oblasti sú obmedzené priehradkami, avšak aktívny objem zostane dodržaný.

V patentovom spise EP-B 85 290 je opísané zariadenie s krátkymi kužeľovitými skrutkami, ktoré sú namontované v strede uloženej šikmo zrezanej priehradky, poskytujúcej tu ako i pozdĺž obvodu uhol pokoja. Ako je uvedené v patentovom spise EP-B 166 679 je zariadenie radiálne a diagonálne protiľahlé a presadené o ten istý uhol.

V patentovom spise CH-A 376 134 je opísaný spôsob redukcie železnej rudy na rudu, pričom kusová hmota je dopravovaná skrutkami usporiadanými diagonálne nad sebou. Skrutky majú konštantný rozstup a výšku a sú uložené na valcových hriadeľoch podopretých na obidvoch stranách.

V patentovom spise GB-A 15 02 090 sú opísané rovnobežne usporiadané dopravníky v tvare šikmo zrezaných skrutiek na vypúšťanie železnej rudy. Hriadele sú navzájom spojené pomocou pásov v tvare V a ich pohon je synchronizovaný.

Pri redukcii rúd reaktívnymi plynmi je ekonomicky nutné privádzať iba množstvo špecifického plynu pod väčším sklonom než stechiometricky do styku s rudou. Vyžaduje to však homogénne rozdelenie plynu ako aj rovnomerné usadzovanie podložia pevných látok vo vysokej peci.

Vo vysokej peci, napríklad u používaného procesu COREX, suspendované tuhé látky sa uvádzajú do pohybu a vypúšťajú radiálne usporiadanými skrutkami na dolnom konci hriadeľa. Za účelom zaistenia pokiaľ možno rovnomerného usadzovania kusovej hmoty, musí zóna vyskytujúca sa na konci hriadeľa obsahovať maximálne aktívnu výpustnú oblasť a okrem toho musí byť zabezpečený plynulý pohyb a starostlivé premiešanie reakčnej zóny. Nepohyblivé zóny sa vyznačujú veľmi strmými vnútornými uhlami pokoja a sú vytvárané nad neaktívnymi oblasťami. Uvedené zóny označované ako prázdne sú nevýhodné tým, že percentuálny objem reakčného priestoru sa stane čiastočne neaktívnym. Následkom dlhých časových prestávok sa môžu tvoriť v týchto oblastiach spečeniny a aglomeráty ako aj už redukované rudy, ktoré zhoršujú tok hmoty, čím znižujú reakciu hmoty a tiež produktivitu.

V zariadeniach podľa doterajšieho stavu techniky s votknutými skrutkami na jednom konci a rovnakej dĺžke sa nevyskytuje v centrálnej oblasti hriadeľa takmer žiadny pohyb. Vzhľadom na skutočnosť, že tok plynu sa koncentruje v hriadeľovom strede, pričom plyny s unášaným prachom sú privedené štrbinami vytvorenými po obvode, nie je rozdeľovanie plynu homogénne.

Cieľom vynálezu je zamedzenie vzniku uvedených oblastí, kde nedochádza k pohybu, minimalizovanie oblastí so zníženým pohybom a súčasne maximalizovanie aktívneho objemu hmoty uvádzanej do pohybu hriadeľom. Aktívny objem znamená oblasť vysokej pece, kde sa uskutočňujú požadované reakcie plynu a suspendovaných tuhých látok.

Podstata vynálezu

Predmetom vynálezu je zariadenie na vypúšťanie a miešanie hrudovitej hmoty, predovšetkým čiastočne a/alebo úplne redukovanej železnej rudy vo vysokej peci výhodne vysokej peci s priamou redukciou, tvorenej dutým telesom s otvorom smerujúcim dole a/alebo aspoň na stranu na vypúšťanie reakčnej hmoty, pričom v dutom telese sú usporiadané radiálne skrutky, ktorých podstatou je, že hriadele skrutiek sú rôznej dĺžky a usporiadané v jednej rovine, pričom výhodne diametrálne protiľahlé hriadele sú buď rovnakej dĺžky a/aiebo konštrukcia jednej skrutky je priebežná.

Skrutky rôznej dĺžky sú inštalované, aby mohli byť tiež aktivované oblasťou vypúšťacej zóny, ktoré sú v blízkosti stredu. Uvedené zariadenie poskytuje široké všestranné plynulé miešanie a usadzovanie kusovej hmoty najmä v hornej časti hriadeľa, v oblasti reakčného priestoru kde vzniká reakčný proces.

Vynález po prvé umožňuje dosiahnutie rovnomerného miešania a plynulé vypúšťanie tuhej látky v reakčnej oblasti priameho redukčného hriadeľa. Vynález nastavuje zariadenie a konštrukciu skrutiek optimálne podľa dynamických podmienok plynu reakčných súčastí, to znamená pevných látok a plynu.

Napríklad, použitím priechodných skrutiek v kombinácii s krátkymi skrutkami, je možné podstatne zmenšiť veľkosť prázdnych oblastí, najmä z dôvodu, že podložie neaktívnych suspendovaných tuhých látok sa neľahko postupne buduje v pomerne tesných odstupoch od aktívnych skrutiek. Pri uložení, napríklad 4 dlhých skrutiek a 4 krátkych skrutiek, je možné zväčšiť aktívnu oblasť až k obvodovému okraju zón. V prípade inštalácie jednej priliehajúcej dlhej a krátkej skrutky je možné kombinovať vypúšťanie produktu pomocou jedného odpadového potrubia. Vzhľadom na túto skutočnosť je možné usporiadanie odpadových potrubí lepšie nastaviť podľa geometrie pripojeného taviaceho splynovača. Kombináciou krátkych a dlhých skrutiek je možné upraviť správanie, ako podľa pohybu tak aj vypúšťanie tuhej látky pomocou konštrukcie skrutky tým spôsobom, že je možné ovplyvniť charakteristiky vypúšťania a miešania. Jednako len je možné primáme ovplyvniť správanie pri vypúšťaní suspendovaných tuhých látok.

Podľa nároku vynálezu sú skrutky usporiadané v dvoch alebo viacerých rovinách tak, aby bolo možné podložie lepšie uvádzať do pohybu v spodnej časti pece.

Podľa iného nároku vynálezu sú protiľahlé dlhé hriadele samostrediacej a/alebo zádržnej konštrukcie. V prípade inštalovania skrutiek do existujúceho podložia, je treba zaistiť, aby polovice hriadeľov boli proti sebe a vystredené.

Podľa iného nároku vynálezu závitové povrchy skrutiek začínajú od voľného konca hriadeľa. Tým sa zaistí, že jadrová zóna je optimálne premiešaná a produkt reakcie je konštantné vypustený.

Podľa iného nároku vynálezu sú hriadele skrutiek kužeľovité smerom k stredu tak, že aktívny prierez týchto oblastí reakčnej zóny, ktoré uvádzajú skrutky do pohybu, je maximalizovaný.

Podľa iného nároku vynálezu závitové povrchy skrutiek majú konštantný rozstup. Týmto vývojom sa docieli rovnomerný napájači priebeh nad prierezom skrutky.

Podľa iného nároku vynálezu závitové povrchy skrutiek majú rozdielne rozstupy vo vzťahu k procesu. Vzhľadom k nelineárnemu rozstupu závitových povrchov skrutiek je možné brať do úvahu reakčný priebeh taviaceho splynovača ako aj chovanie kvapaliny reakčnej hmoty. So zreteľom na matematický simulovaný vývoj napájacích charakteristík je možné rešpektovať reakčnú hmotu pri hriadeli ako aj reakčné správanie reakčného plynu.

Podľa iného nároku vynálezu pohon hriadeľov obstarávajú pripojené motory. Ak sú hriadele poháňané motormi, môžu sa skrutky flexibilne prispôsobiť procesu a pri demontáži a v priebehu inštalácie je možné ich uvádzať do pohybu vlastným pohonom.

Podľa iného nároku vynálezu krátke a dlhé hriadele sa otáčajú rovnakou rýchlosťou. Pokiaľ sa týka minimálnych nákladov na investície do zariadenia, x

navrhuje sa výhodne neregulovaná prevádzka motorov. Hriadele následkom toho majú približne tú istú rýchlosť, avšak nie sú potrebné žiadne náklady na riadenie.

Podľa iného nároku vynálezu sú rýchlosti jednotlivých hriadeľov riadené v súlade s napájacími charakteristikami procesu. So zreteľom k riadenej prevádzke hriadeľov, môžu byť zobrané do úvahy požiadavky reakčnej zóny taviaceho splynovača týkajúce sa energie ako aj procesu.

Podľa iného nároku vynálezu sú hriadele axiálne pohyblivé. V priebehu kontroly alebo v prípade chyby je možné oveľa jednoduchšie hriadele montovať a rozoberať. V prípade chýb v reakčnej zóne je možné rozhodne ovplyvniť správanie tekutiny zmenou hĺbky ponorenia hriadeľov.

Podľa vývoja tvoria lopatky závitové povrchy telies skrutiek, ktorých tvar zodpovedá napájacím charakteristikám procesu. Primerane simulovanému vývoju je možné prizerať na správanie spečenín podložia suspendovaných tuhých látok a na tvorbu reakčnej zóny.

Podľa posledného nároku vynálezu zodpovedá tvar závitových povrchov telies skrutiek napájacím charakteristikám procesu. Uvedené nastavenie zaisťuje optimálny vzťah medzi reaktivitou dodávaných hmôt a geometrickými podmienkami redukčného hriadeľa.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej podrobnejšie opísaný so zreteľom na nasledujúce výkresy kde:

Obr. 1 znázorňuje osem skrutiek rôznych dĺžok vo vysokej peci a

Obr. 2 šesť skrutiek rôznych dĺžok vo vysokej peci,

Obr. 3 kombináciu dvoch skrutiek rôznych dĺžok,

Obr. 4 usporiadanie dvoch priechodných hriadeľov vo vysokej peci,

Obr. 5 pôdorys usporiadania dvoch priechodných hriadeľov vo vysokej peci,

Obr. 6 kombináciu jednej priechodnej skrutky so šiestimi votknutými koncami skrutiek,

Obr. 7 to isté ako na obr. 6, ale so štyrmi votknutými koncami skrutiek,

Obr. 8 samostrediacu a zachytávaciu verziu priechodnej skrutky,

Obr. 9 prierez predchádzajúcim spojením,

Obr. 10 samostrediacu a zachytávaciu verziu priechodnej skrutky a

Obr. 11 rez uvedeným spojením.

Príklady uskutočnenie wnáiezu

Obr. 1 znázorňuje príklad kombinácie skrutiek 2 s votknutými koncami s tromi rôznymi dĺžkami, ktoré sú usporiadané radiálne do tvaru osemuholníka vo vysokej peci 1. Uvedenou kombináciou sa podstatne zmenší prázdna oblasť, to znamená neaktívny priestor v strede vysokej pece.

Obr. 2 znázorňuje príklad kombinácie skrutiek 2 s votknutými koncami s dvoma rôznymi dĺžkami, ktoré sú usporiadané radiálne do tvaru šesťuholníka vo vysokej peci 1.. V tejto kombinácii sú oblasti blízke okraju pece oveľa menej starostlivo premiešané a hmota, ktorú je potrebné vypustiť nie je vypustená tak rovnomerne ako v príklade na obr. 1.

Obr. 3 znázorňuje uskutočnenie pomocou príkladu kombinácie skrutiek 2 s votknutými koncami dvoch rôznych dĺžok, ktoré sú usporiadané radiálne do tvaru osemuholníka. Pohyb v oblasti blízkej okraju vysokej pece 1 je lepší ako v prípade na obr. 1.

Obr. 4 zobrazuje priestorové usporiadanie kombinácie dvoch priechodných skrutiek 3 vo vysokej pecí 1.

Obr. 5 zobrazuje pôdorysný pohľad na usporiadanie podľa obr. 4, kde štyri skrutky 2 s votknutými koncami tej istej dĺžky zaisťujú optimálny pohyb hmoty v prvej úrovni priechodnej skrutky 3.

Obr. 6 znázorňuje kombináciu priechodného hriadeľa 3 so šiestimi skrutkami 2 s votknutými koncami vo vysokej peci 1

Obr. 7 znázorňuje šesť skrutiek 3 v jednej rovine s priechodnými hriadeľmi.

Obr. 8 zobrazuje zlícovanie dvoch polovičiek priechodnej skrutky 3, pričom zlícovanie je ozubené za účelom stredenia a zaberania. Polovica hriadeľa sa výhodne zasúva do otvoru v protiľahlej polovici hriadeľa vyvŕtaného centrickým a ozubeným spôsobom v priebehu ponorenia do podložia vysokej pece, ktoré nie je ešte vypustené.

Obr. 9 znázorňuje prierez ozubenia samostrediaceho spojenia obidvoch polovičiek hriadeľa priebežnej skrutky.

Obr. 10 znázorňuje pohľad na pozdĺžny prierez ozubenia strediaceho spojenia obidvoch polovičiek priebežnej skrutky 3.

Obr. 11 znázorňuje rez strediacim zlícovaním polovíc hriadeľa priebežnej skrutky 3. Regulovaná rýchlosť poháňacích motorov obidvoch polovičiek hriadeľa zaistí presné zlícovanie a presné charakteristiky skrutiek polovíc hriadeľa.

Claims (13)

1. Zariadenie na vypúšťanie a miešanie hrudovitej hmoty, predovšetkým čiastočné a/alebo úplne redukovanej železnej rudy vo vysokej peci výhodne vysokej peci s priamou redukciou, tvorenej dutým telesom s otvorom smerujúcim dole a/alebo aspoň na stranu na vypúšťanie reakčnej hmoty, pričom v dutom telese sú usporiadané radiálne skrutky, vyznačujúce sa tým, že hriadele skrutiek majú rôzne dĺžky a sú usporiadané v jednej rovine, pričom výhodne diametrálne protiľahlé hriadele sú buď rovnakej dĺžky a/alebo konštrukcia jednej skrutky je priebežná.

2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že skrutky sú usporiadané v dvoch alebo viacerých rovinách.

3. Zariadenie podľa nároku 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že protiľahlé dlhé hriadele sú samostrediacej a/alebo záchytnej konštrukcie.

4. Zariadenie podľa nároku 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že závitové povrchy skrutiek začínajú od voľného konca hriadeľa.

5. Zariadenie podľa nároku 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že hriadele skrutiek sú kužeľovito tvarované smerom ku stredu.

6. Zariadenie podľa nároku 1 až 5, vyznačujúce sa tým, že závitové povrchy skrutiek majú určený konštantný rozstup.

7. Zariadenie podľa nároku 1 až 6, vyznačujúce sa tým, že závitové povrchy skrutiek majú rôzne rozstupy podľa procesu.

x

8. Zariadenie podľa nároku 1 až 7, vyznačujúce sa tým, že pripojené motory sú k dispozícii pohonu hriadeľov.

9. Zariadenie podľa nároku 1 až 8, vyznačujúce sa tým, že krátke hriadele a dlhé hriadele majú tú istú rýchlosť.

10. Zariadenie podľa nároku 1 až 9, vyznačujúce sa tým, že regulácia rýchlosti jednotlivých hriadeľov je realizovaná v súlade s napájacími charakteristikami.

11. Zariadenie podľa nároku 1 až 10, vyznačujúce sa tým, že hriadele sú axiálne pohyblivé.

12. Zariadenie podľa nároku 1 až 11, vyznačujúce sa tým, že závitové povrchy telies skrutiek sú tvarované podľa zodpovedajúcich napájacích charakteristík procesu.

13. Zariadenie podľa nároku 1 až 12, vyznačujúce sa tým, že lopatky tvoriace závitové povrchy sú tvarované podľa charakteristík napájania.

obr. 1

I

W Ί7

obr. 3

Trw-w

I

I

I

I obr. 4 obr. 5 obr. 6