TWI499666B - 用於煉焦爐廠型”熱回收”的無膨脹固定式爐門控制器 - Google Patents

Description

用於煉焦爐廠型“熱回收”的無膨脹固定式爐門控制器

本發明係有關用於煉焦爐廠型“熱回收”的無膨脹固定式爐門控制器，藉此，煉焦爐室門不用煉焦爐操作機器，即可垂直開啟，使得可藉由使用低膨脹傳動裝置與拉力構件，避免在關閉期間，因傳動機構之膨脹而造成爐門控制器之拉力構件偏離參考配置，以及煉焦爐室門之附着力差異導致不理想的牽引力放大。本發明亦應用於使用供自動啟閉煉焦爐室門之剛性拉力構件與低膨脹傳動裝置之煉焦爐廠型“熱回收”的無膨脹固定式爐門操作之方法。

焦炭之製造通常循環發生，藉此，首先，煤被裝入煉焦爐室供煉焦，煤被轉變成焦炭，接著製成之焦炭被排出煉焦爐室。為實施本循環製造方法，煉焦爐室必須在裝入之後開啟，並在排出之後再度關閉。由於該程序費時，且從安全相關觀點看來，在煉焦期間施加之溫度吹毛求疵，因此有若干機械地實施啟閉煉焦爐室門之程序的習知技術。

通常，採用以煉焦爐清出機械啟閉煉焦爐室門之程序，該機械於清出程序之前移除門，並沿水平方向將其移離煉焦爐。在煉焦爐室之清空和裝填之後，使煉焦爐室門再度回到所提供的開啟位置。本程序之缺點在於，在用於煉焦爐操作機械之煉焦爐室門前面須有大的空間來起始舉起及重新插入門的程序，以使得能水平移離煉焦爐室門。

因此，有若干習知方法能藉由直接垂直舉起，開啟煉焦爐室門。因此，在煉焦爐室門前面無需空間來啟閉裝置。

WO 01/18150 A2說明一種煉焦爐室、輔助加熱室、輔助加熱室下方之冷卻空氣導管、供氣導管、用來將空氣吸入供氣導管之調節裝置、廢氣收集導管、從煉焦爐室之頂部裝填之裝煤機器、從煉焦爐室之一側排出之排出機器、拾取煉焦爐室之相對側上之焦炭之淬火滑車、煉焦爐室門、門啟閉機構、焦炭儲存裝置、淬火塔及接至鍋爐設施之廢氣收集導管之系統。此原理揭櫫用於煉焦爐室門之啟閉機構，其藉液壓驅動單元，以拉力垂直開開啟門，藉此，以纜線轉送拉力，其經由偏轉滑輪，被轉換成水平拉力，使得拉伸裝置可抗平衡重量，水平搬送纜線。其並未提及可賴以個別起動煉焦爐室門，並能可靠啟閉煉焦爐組之個別煉焦爐室門之煉焦爐室門的自動起動。

德國專利DE 144947 C說明一種藉由自動連接桿、框或均等型裝置之動力缸以及滾輪所導引並接觸爐門之拉伸裝置，舉起及降下特別是煉焦爐之煉焦爐室門之裝置，藉此，活動桿或類似構件於爐之正面方向裝配若干拉伸裝置，使得若干爐門可依需要同時被舉起。該裝置亦有具備個別煉焦爐室之整個煉焦爐台無法自動操作之缺點，此乃因為無用於個別動力傳輸機構之起動裝置，且拉力傳輸藉單一纜線發生。

德國專利DE 98545 C說明一種用以啟閉煉焦爐室門之裝置，藉此，能機械地且從接合位置進行煉焦爐室門的拉起與降下，其中，於向前方向行進之絞盤被裝入煉焦爐室門上方之煉焦爐台或煉焦爐組，其拉伸裝置一方面為成套動力源，另一方面可連接至煉焦爐室門中的一個，以可從一點拉起相鄰門中的每一個別門。本發明無法自動起動個別煉焦爐室門，只能手動起動個別煉焦爐室門。因此，具有個別煉焦爐室之整個煉焦爐台無法自動操作。另一問題在於使用不符現代煉焦爐室門開啟機構之機械要求的動力傳輸系統。

WO 2009068183 A1說明一種用於煉焦爐室門及水平煉焦爐室之垂直啟閉之驅動機構，其經由鏈條或纜線舉起門至開啟位置，且纜線或鏈條經由偏轉滑輪連接至起動槓桿，使得纜線或鏈條經由偏轉滑輪被水平拉動，且門被垂直拉起，藉此，經起動之槓桿被連接至拉柄，其在起動槓桿起動後，進入握爪滑車之握爪凸輪，且握爪滑車經由纜線拉動驅動，且門在起動槓桿起動後，被拉入開啟位置，亦經由適當機構鎖定於開啟位置。惟該機構無法達成移動機構之厘米級精度之起動，此乃因為所用鏈條或纜線可能膨脹，且在因強大拉力而起動期間膨脹。用在握爪滑車上之握爪凸輪亦暴露於強大拉力。

此等發明致能煉焦爐室門之垂直啟閉，藉此，在裝填及排出期間，室門可經由煉焦爐室門開啟定位。啟閉藉暴露於高拉伸或拉長力量之撓性纜線發生。這造成纜線長度隨著所施加拉力及所用纜線材料之膨脹係數改變。因此，在歷經過整個使用期間之後，門的正確位置因纜線長度之改變而無法正確判定。這經常於控制開啟程序期間導致困難。而且，纜線可能因強大拉力而斷裂，這代表對操作人員的極大危險。因此，纜線路線須藉對應保護安全裝置廣泛保護。在煉焦程序期間，煉焦爐室門亦因沉積於門中煉焦產品而卡住，以致於須施加因附著程度而異的強大拉力來開啟。這要求所用纜線的對應大尺寸，因此，牽涉到高投資及操作成本。

因此，有利的是，提供拉力傳輸以用於煉焦爐室門之垂直啟閉，其不再容易膨脹，且不會因膨脹力量而裂開。這導致能正確計算用以啟閉煉焦爐室門之拉力動程及解除程序，並可避免安裝控制的過度施加。亦無需供限制纜線斷裂之操作團隊用安全裝置。畢竟，可永久設計實質上更便宜且可更耐久的無膨脹拉力傳輸機構，其亦有助於整個程序之經濟性的改進。

因此，有一提供能可靠地操作煉焦爐室之門鎖緊機構，且不使用可膨脹纜線於拉力傳輸，又可膨脹或易斷裂纜線不僅被更換來用於牽引滑車之牽引，且用於牽引滑車之拉力對煉焦爐室門之傳輸之方法及機構的課題。最後，牽引滑車應被設計成無需易斷裂之握爪凸輪。

本發明藉一裝置解決此問題，該裝置用裝配防破裂及防膨脹拉鉤之拉力構件，正面開啟或關閉鎖緊煉焦爐室之煉焦爐室門，藉此，在請求下，沿煉焦爐室正面水平延伸於導引裝置上之牽引滑車透過牢固連接至牽引滑車之傳輸裝置，經由連接機構，連接至拉力構件，且具有傳輸裝置之牽引滑車經由偏轉滑輪牢固連接至煉焦爐室門，又，拉力構件及傳輸裝置剛性且無膨脹，使得在連接機構的請求下，煉焦爐室門可於拉力構件水平移動時，垂直啟閉。該請求可手動發生，惟較佳地，經由遙控自動起始。

拉力構件通常係剛性鋼拉力桿。鏈條通常被用來作為傳輸裝置，其鋼段係低膨脹，藉此，硬鋼特別適用於鏈段之製造。因此，作為拉力構件之拉力桿防撕裂，且由低膨脹鋼段製成之鏈條不再易於延長。因此，可使啟閉程序之控制更容易。

特別指出一種用於煉焦爐廠型“熱回收”的無膨脹固定式爐門控制器，包括：

‧煉焦爐台或煉焦爐組，具有多數直列煉焦爐室，

‧煉焦爐室門，其可垂直活動並正面關閉該等煉焦爐室，

‧可水平位移之拉力構件，其至少部分地沿該煉焦爐室之正面行進，設有驅動單元，且設有至少一個拉鉤，

‧牽引滑車，其至少部分地沿該煉焦爐室之正面行進，且可水平活動，

‧傳動裝置，其牢固地連接至該牽引滑車，且經由偏轉滑輪牢固地連接至該等煉焦爐室，並須藉該剛性拉力構件至少暫時連接至該牽引滑車，且其特徵在於，

‧該拉力構件剛性且無膨脹，且

‧該傳動裝置低膨脹，且

‧在請求下，連接機構連接該牽引滑車至該剛性拉力構件。

本裝置較佳地被用在煉焦爐室正面的兩側，這意謂著不僅在機器側，亦在焦炭側。剛性拉力構件較佳地為拉力桿。傳輸裝置低膨脹或在較佳態樣中幾乎無膨脹。低膨脹傳輸裝置較佳地係由低膨脹鋼段製成之鏈條。低膨脹被解釋為意指在開啟或關閉期間，鏈條僅變化其全長的數毫米。

在請求拉力傳輸下連接牽引滑車至拉力構件之連接機構可為任何類型。這可例如藉由傾斜、迴旋或舉起運動，被從休止位置帶到工作位置。

連接機構較佳地為經由接頭緊固至牽引滑車之鐙件，且其可在請求下使用槓桿樞轉，藉此，當拉力桿被移動時，拉力桿之拉鉤嚙合於扣件中，這使得當鐙件不樞轉時，拉鉤能無礙地通過。

然而，連接機構亦可為滑件，經由軸承緊固至牽引滑車，使得其可被橫切牽引滑車之移動方向移動，且可在請求下，使用槓桿推壓，藉此，當在請求下，拉力桿移動時，拉力桿之拉鉤扣入為此用途而設的孔中，或將拉鉤壓抵於滑件之突起。因此，不再需要鐙件。因此，不再需要習知技術所教示，具有潛在易斷鉤的拉力握爪凸輪。

有利的是提供牽引滑車，其分別用於具有待開啟之煉焦爐室門之各煉焦爐室。有利的是在具有待開啟之煉焦爐室門之煉焦爐室的相向側設置額外牽引滑車，其藉個別拉力桿牽引，使得煉焦爐室之二相向煉焦爐室門可被獨立或同時操作。

拉力桿具有任一型的驅動單元。拉力桿或拉力構件因驅動單元而於水平方向，沿煉焦爐室正面移動。驅動單元較佳地至少於一端設有液壓缸。這藉液壓單元之液壓泵驅動。於又一較佳態樣中，拉力桿至少於一端裝配齒輪馬達單元。該驅動單元可定位於任何位置，只要可靠傳輸拉力至拉力桿即可。若其為齒輪馬達單元，即較佳地定位於鄰接拉力構件之煉焦爐室之頂部。這能實現短力量傳輸路徑。

拉力桿或拉力構件可裝配用於拉力之傳輸之任何拉鉤或突起。拉鉤可例如在拉力構件上，於懸掛位置，縱向地水平調整。拉力桿通常安裝在滾輪上以改進機動性。

用於鐙件或滑件之請求機構可為任何設計。這可裝配簡單槓桿以用於永久或輔助手動起動。惟，較佳地，這可裝配自動機構，藉此，鐙件或滑件被移動進入拉力所須位置。

亦指出一種用於煉焦爐廠型“熱回收”的無膨脹固定式爐門控制之方法，其中

‧具有多數直列煉焦爐室之煉焦爐台或煉焦爐組之煉焦爐室門必須周期性啟閉，且

‧設有連接機構，其可經由導引裝置沿該煉焦爐室正面活動之牽引滑車在無請求下保持於休息位置，且其特徵在於，

‧設有拉鉤之剛性與無膨脹拉力構件在請求下沿該煉焦爐室正面縱向移動，

‧連接機構在請求下經由該拉鉤連接該牽引滑車與該拉力構件，使具有該拉力構件之該牽引滑車沿該煉焦爐室正面縱向移動，

‧該牽引滑車經由低拉力傳動裝置開啟該煉焦爐室門，並在該牽引滑車返回時關閉該煉焦爐室門。

拉力構件或拉力桿可具有用於水平位移之任何類型驅動，這被用來作為在沿垂直方向偏轉之後，煉焦爐室門之啟閉的力量。拉力構件可例如藉液壓缸移動，該液壓缸為液壓單元之液壓泵所驅動。拉力構件亦可藉位於拉力桿端部之齒輪馬達單元移動，且其例如藉由小齒輪或燈籠形齒輪力量傳輸，將拉力及拖拉運動傳輸至拉力桿。液壓元件或齒輪馬達可為任何設計。它們可例如藉內燃機、電力或蒸汽驅動。驅動單元可例如位於拉力桿端部，在此，它們將拉力及拖拉運動傳輸至拉力桿。

傳輸裝置低膨脹或較佳地無膨脹，其以在啟閉期間僅改變數毫米之長度表示。這尤其可以液壓缸在拉力構件上之過衝程措施測量，該過衝程設定為最大過衝程係150 mm。不僅不同的門舉起且鏈條膨脹均藉此過衝程補償。

驅動單元可依煉焦程序期間及待操作之煉焦爐室數目暫時或永久運作。若其暫時運作，即可例如藉遙控機構請求或起動。其亦可永久運作且連結而用於位移程序。

連接機構亦可依需要請求。這可手動或遙控發生。因此，可想而知，連接機構藉由無線遙控請求。亦可想而知經由有線所作之遙控。於本發明之一態樣中，亦可從例如作為焦炭排出機器之煉焦爐操作機器操作連接機構。

本發明相關程序較佳地不僅用於“非回收”型亦用於“熱回收”型煉焦爐台。惟，待垂直啟閉之煉焦爐室門之應用有利的所有類型的煉焦爐廠均可用於此途。

本發明相關裝置及所實施之方法具有煉焦爐台或煉焦爐組之煉焦爐室門可個別開啟或關閉而無需煉焦爐室正面的空間，藉此，不使用可能導致啟閉程序較不正確之可膨脹纜線於驅動力量之傳輸。由於本發明相關裝置，因此，不再須要提供具有安全裝置之一般使用之纜線作為抗纜線斷裂之保護。這有助於整個程序之改善效率。

[發明之實施形態]

茲根據五個圖更詳細說明本發明相關程序之流程，惟本發明相關程序不限於此等態樣。第1圖顯示具有六個煉焦爐室之煉焦爐台，其設有用以舉起與降下煉焦爐室門之本發明相關裝置。第2圖於垂直視圖中從上方顯示包含六個煉焦爐室之煉焦爐。第3圖側視顯示鐙件型本發明相關連接機構。第4圖正視顯示鐙件型本發明相關連接機構。第5圖正視顯示滑件型本發明相關連接機構。

第1圖顯示具有六個煉焦爐室(2a-f)之煉焦爐台(1)，其裝配正面煉焦爐室門(3a-f)，以藉由垂直舉起，開啟門(3a-f)，使得煉焦爐室(2)準備裝填，並藉由垂直降下，予以關閉。煉焦爐室門(3a-f)藉低膨脹段(4a)製成之鏈條(4)連接，其轉而被連接至牽引滑車(5)。牽引滑車(5)包含：實際滑車，其藉可滾動懸架(7)緊固在位於其上方之拉力桿(6)上；以及連接機構(8)，其連接至滑車(5)。在請求下，連接機構(8)關閉，使得牽引滑車(5)機械地牢固連接至拉力桿(6)。拉力桿(6)沿水平方向(在此至右)位移，使得左邊之煉焦爐室門(3a)藉由舉起而被開啟。這暴露焦炭(9)於煉焦爐室中。亦可看得到用於拉力桿(6)之驅動單元(10)，其包含液壓缸(10a)。連接機構(8)包含鐙件(8a)，其藉由折回及鎖緊，嚙合拉力桿(6)之突起(11)或拉鉤，從而在水平位移期間沿著拉力桿(6)攜載或將其解除。

第2圖於垂直視圖中從上方顯示包含六個煉焦爐室(2a-f)之煉焦爐台(1)。煉焦爐室(2a-f)藉剛性梁(12)側向載送到煉焦爐室正面。可看到拉力桿(6)，其可沿水平方向位移。這較佳地經由液壓缸(10a)設計之驅動器(10)發生。藉由拉力桿(6)之水平位移，在請求下，牽引滑車(5)被連接至拉力桿(6)，使得牽引滑車(5)被帶動。這於煉焦爐室門(3)下方開啟。

第3圖顯示連接機構(8)之側視圖。在此，連接機構(8)被設計為鐙件(8a)，其藉接頭(13a)裝入托架(13)中。在請求下，鐙件(8a)被向上折，藉此，鐙件(8a)經由棒(14)扣入拉力桿(6)的拉鉤(11)內。在拉力桿(6)之水平位移情況下，鐙件(8a)被攜載而行。鐙件(8a)轉而被連接至牽引滑車(5)，使得在拉力桿(6)水平位移時，牽引滑車(5)亦位移。這再度經由鏈條(4)連接至煉焦爐室門(3)，使得煉焦爐室門(3)藉由水平位移運動啟閉。可看到藉棒(14a)折回之折回鐙件(8b)，其導致拉鉤(11)能通過。

第4圖以沿拉力桿(6)之視圖顯示相同連接機構(8)。在安裝於滾輪裝置(5a)上之牽引滑車(5)上安裝一載送措施，鐙件(8a)藉棒(14)緊固至該措施。於此，其亦在請求下藉槓桿(15a)向下折，並向上迴旋，使得安裝於拉力桿(6)上之拉鉤(11)可扣入鐙件(8a)之棒(14)內。結果，牽引滑車(5)被攜載而行，鏈條(4)藉煉焦爐室門(3)懸掛於其上。在向後拉回拉力桿(6)時，鐙件(8a)被解除，使得煉焦爐室門(3)因自重而掉回煉焦爐室門開啟位置。

第5圖顯示被設計為滑件(8c)之連接機構(8)。其具有突起(8d)，該突起(8d)藉由滑件(8c)之側向位移，壓抵拉力桿(6)之拉鉤(11)。當拉力桿(6)移動(垂直於紙面)時，牽引滑車(5)被攜載而行，且當拉力桿(6)被向後拉回時，牽引滑車(5)被解除。這啟閉煉焦爐室門(3)。滑件被安裝於載送裝置(15)上，並藉槓桿(15a)操作。

1．．．煉焦爐台或煉焦爐組

2a-f．．．煉焦爐室

3a-f．．．煉焦爐室門

4．．．鏈條

4a．．．鏈段

5．．．牽引滑車

5a．．．滾輪裝置

5b．．．導引裝置

6．．．拉力桿

7．．．懸架

8．．．連接機構

8a．．．鐙件

8b．．．折回鐙件

8c．．．滑件

8d．．．滑件上之突起

9．．．焦炭

10．．．驅動單元

10a．．．液壓缸

11．．．托架或拉鉤

12．．．剛性梁

13．．．托架

13a．．．托架鉸鏈

14．．．棒

14a．．．折回棒

15．．．用於鐙件或滑件之載送裝置

15a．．．載送裝置上之槓桿

第1圖顯示具有六個煉焦爐室之煉焦爐，惟煉焦爐室之數目不受限制。

第2圖從上方垂直顯示包含六個煉焦爐室之煉焦爐，惟煉焦爐室之數目不受限制。

第3圖顯示連接機構之側視圖。

第4圖以沿拉力桿之視圖顯示連接機構。

第5圖顯示被設計為滑件之連接機構。

1．．．煉焦爐台或煉焦爐組

2a-f．．．煉焦爐室

3a-f．．．煉焦爐室門

4．．．鏈條

4a．．．鏈段

5．．．牽引滑車

6．．．拉力桿

7．．．懸架

8．．．連接機構

8a．．．鐙件

9．．．焦炭

10．．．驅動單元

10a．．．液壓缸

11．．．托架或拉鉤

Claims (15)

1. 一種用於煉焦爐廠(1)型“熱回收”的無膨脹固定式爐門的控制器，包括：‧煉焦爐台(1)或煉焦爐組(1)，具有多數直列煉焦爐室(2a-f)，‧煉焦爐室門(3a-f)，其可垂直活動並正面關閉該等煉焦爐室(2a-f)，‧可水平位移之拉力構件(6)，其至少部分地沿該煉焦爐室之正面行進，設有驅動單元(10)，且設有至少一個拉鉤(11)，‧牽引滑車(5)，其至少部分地沿該煉焦爐室之正面行進，且可水平活動，‧傳動裝置(4)，其牢固地連接至該牽引滑車(5)，且經由偏轉滑輪牢固地連接至該等煉焦爐室門(3a-f)，並須藉該剛性拉力構件(6)至少暫時連接至該牽引滑車(5)，其特徵在於，‧該拉力構件(6)剛性且無膨脹，且‧該傳動裝置(4)低膨脹，且‧在請求下，連接機構(8)連接該牽引滑車(5)至該剛性拉力構件(6)。
2. 如申請專利範圍第1項之控制器，其中，該剛性拉力構件(6)係拉力桿(6)。
3. 如申請專利範圍第1項之控制器，其中，該低拉力傳動裝置(4)係由低膨脹鋼段(4a)製成之鏈(4)。
4. 如申請專利範圍第1項之控制器，其中，該連接機構(8)係經由接頭緊固於該牽引滑車(5)之鐙件(8a)，可在請求下使用槓桿(15a)樞轉，藉此，當該拉力桿(6)位移時，該拉力桿(6)之該拉鉤(11)與設在該鐙件(8a)中的托架啣合，其使該拉鉤(11)在該鐙件(8b)不樞轉時，能順利通過。
5. 如申請專利範圍第1項之控制器，其中，該連接機構(8)係滑件(8c)，其經由軸承緊固於該牽引滑車(5)，使得其可橫切該牽引滑車(5)之移動方向移動，且可在請求下使用槓桿(15a)推擠，藉此，當該拉力桿移動時，該拉力構件(6)之該拉鉤(11)可在請求下扣入為此用途而設之孔(14)內，或將該拉鉤(11)壓抵於該滑件(8c)之突起(8d)。
6. 如申請專利範圍第1項之控制器，其中，設有一個牽引滑車(5)，用於具有待開啟之煉焦爐室門(3a-f)的每一煉焦爐室(2a-f)。
7. 如申請專利範圍第1項之控制器，其中，該拉力桿(6)至少於一端設有液壓汽缸(10a)，其藉液壓單元之液壓泵(10)驅動。
8. 如申請專利範圍第1項之控制器，其中，該拉力桿(6)至少於一端設有齒輪馬達單元(10)。
9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之控制器，其中，該拉力桿(6)設有可縱向調整之拉鉤(11)。
10. 一種用於煉焦爐廠(1)型“熱回收”的無膨脹固定式爐門控制之方法，其中‧具有多數直列煉焦爐室(2a-f)之煉焦爐台(1)或煉焦爐組(1)之煉焦爐室門(3a-f)必須周期性啟閉，且‧設有連接機構(8)、可經由導引裝置(5a、5b)沿該煉焦爐室正面活動之牽引滑車(5)在無請求下保持於休息位置，其特徵在於‧設有拉鉤(11)之剛性與無膨脹拉力構件(6)在請求下沿該煉焦爐室正面縱向移動，‧連接機構(8a)在請求下經由該拉鉤(11)連接該牽引滑車(5)與該拉力構件(6)，使具有該拉力構件(6)之該牽引滑車(5)沿該煉焦爐室正面縱向移動，‧該牽引滑車(5)經由低拉力傳動裝置(4)開啟該煉焦爐室門(3a)，並在該牽引滑車(5)返回時關閉該煉焦爐室門(3a)。
11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，該拉力構件(6)藉液壓汽缸(10a)移動，該液壓汽缸(10a)為液壓單元之液壓泵(10)所驅動。
12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，該拉力構件(6)藉由小齒輪或燈籠形齒輪力量傳動，為齒輪馬達單元(10)所帶動。
13. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，該驅動單元(10)藉無線傳動機構請求。
14. 如申請專利範圍第10至13項中任一項之方法，其中，該連接機構(8)被手動請求。
15. 如申請專利範圍第10至13項中任一項之方法，其中，該連接機構(8)被遙控請求。