TWI538993B - 用於填充煉焦爐組的煉焦爐室的可調整填充孔封閉器 - Google Patents

Description

用於填充煉焦爐組的煉焦爐室的可調整填充孔封閉器

本發明係關於一種充當煉焦爐組之填充孔的封閉器之裝置，其中該裝置經組態為封閉器蓋之內框架，且其中此框架可相對封閉器蓋及外框架兩者扭轉，且其中該框架具有相對垂直平面之非對稱性質，使得當扭轉內框架時，封閉器蓋在水平平面上沿著縱軸移位。藉此填充孔孔隙及其中所含有之封閉器蓋之位置可在煉焦爐室之頂部變化而不必對煉焦爐室之頂部進行結構操作。此情形對於使填充孔蓋之位置適合於填充機之確切填充位置具有特定優點，因此不會導致自填充機之精確填充位置偏離(此情形在根據目前先進技術之標準操作中必然伴有煉焦爐氣體自煉焦爐之增加的排放)。

典型地循環執行煤之碳化。因此，執行煤的碳化以使得用煤填充適合於煤的碳化之煉焦爐室，接著封閉，且藉由加熱將煤碳化以將其轉換成為煤焦，且將成品煤焦自煉焦爐室推出。在一些版本中，經由煉焦爐室之煉焦爐室門之開口填充煉焦爐室。在其他版本中，經由煉焦爐室之頂部執行填充。相關版本之選擇通常由操作專家進行。

自先前技術充分知曉經由頂部填充以碳化為目的之煤的煉焦爐室之變體。DE 19743868 A1描述用於填充煉焦爐組之煉焦爐室之煤填充車，其包括漏斗狀底部出口、該底部出口下方之水平螺旋輸送機，及用以打開及封閉煉焦爐室之填充孔蓋之蓋提昇裝置。根據本發明，螺旋輸送機殼經配置成可在煤填充車之底面水平移動且可藉由致動器驅動機在本位與填充位置之間移動，同時填充車之位置保持不變。在本位中，出口噴嘴側向地朝向填充孔定位。

歸因於頂部裝載，消除了原本在煉焦爐室之前部填充所需的設備之開支。藉由經由煉焦爐室門之孔隙的正面裝載，通常需要裝載機，裝載機在其尺寸上複雜且在煉焦爐室之前部需要適當空間。藉由應用頂部裝載程序，消除了此開支，但頂部裝載程序需要在填充孔之上精確定位煤填充機。

為了隔離煉焦爐室，填充孔通常經組態成具有小橫截面以便最小化經由煉焦爐室頂部之自煉焦爐室之熱損失。煉焦爐室頂部中之較小大小的填充孔亦可促成使排放保持在低位準。藉由結構措施(例如，用耐火材料包覆)，填充孔被堅固地整合至煉焦爐室頂部中。然而，因為煉焦爐室之頂壁上部結構被暴露於嚴重的溫度負荷下，所以在操作之過程中歸因於操作影響、環境衝擊、溫差及污染物向接點中之滲透而必然伴有整個設備之間隙尺寸的改變。此情形導致煉焦爐室頂部中之填充孔的位置之變更，因而使得更難以使煤填充程序自動化。以煤填充為目的之機器因此必須彌補填充孔之位置的改變。

DE 10145431 C2教示包括填充孔之定位之彌補的用於經由頂部填充煉焦爐組之煉焦爐之典型方法及裝置。此準則主張一種用於填充一煉焦爐組之煉焦爐之方法，其中一煤填充車在爐頂部上在煉焦爐組之縱向方向上橫移且經定位於預定位置處以填充煉焦爐，其中在縱向方向及橫向方向上量測並接著儲存填充孔框架之位置相對基底位置的水平偏離，且其中將由填充套筒(charging telescope)、蓋提昇裝置及框架清潔器組成且可移動調整地連接至煤填充車之操作單元移動至分配給如藉由所儲存之彼等值所提示的填充孔框架之實際位置的位置中，且其中將蓋提昇器、框架清潔器及填充套筒自此位置移動至其相關工作位置中。該準則因此藉由填充機在填充程序期間之經修改定位而彌補在煉焦爐室操作之過程中必然伴有的自填充孔之原始位置之偏離。

然而，此措施之開支為大的。出於此原因，常常應用之方法並非修改填充機之位置而是修改填充孔之位置且大體上將其重設成其原始配置。為此，需要自煉焦爐室頂部之結構孔隙取出填充孔且處理煉焦爐室頂部之材料。此情形通常僅在操作之中斷期間為可行的，因此促使操作成本增加及製程之經濟效益變壞。

因此，現搜尋措施以修改填充孔之位置以便補償此等填充孔歸因於熱膨脹之移位，使得煤填充機可向恆定地在同一位置中的一個填充孔中執行其週期性及重複執行之填充循環。此情形可僅以使得填充孔可在其定位中移位以使得可彌補填充孔之歸因於間隙尺寸在延長的操作週期期間的改變之移位之方式而實現。

因此，現本發明之目標在於提供一種方法，該方法使得填充孔的確切位置能夠在煉焦爐室頂部上在水平方向上移位，藉此可彌補填充孔歸因於熱膨脹之自煉焦爐室之移位，且該方法並不需要煉焦爐室頂部中之結構措施。

本發明藉由提供用於插入至用於填充煉焦爐組之煉焦爐室的填充孔隙中之可調整填充孔插入物來解決此任務，其中該填充孔插入物由填充孔隙、填充孔封閉器及填充孔蓋組成，且其中該填充孔封閉器由內框架及外框架組成，且其中藉由填充孔封閉器之內框架中的合適結構支撐填充孔蓋，且其中填充孔封閉器之內框架可相對外框架及填充孔蓋兩者扭轉，且其中內框架具有非對稱組態，使得當扭轉內框架時，配置於內框架中且以填充孔蓋為目的地之孔隙自身在水平方向上移位。

可典型地藉由使內框架不具有恰好圓形形狀而獲得填充孔蓋之內框架之非對稱性。內框架經成形以使得內框架之外圓周相對內框架之內圓周非對稱地移位，藉此其對應的圓並不與其幾何中心疊合。偏離圓形形狀之框架接著拉緊圓形填充孔蓋，使得當扭轉內框架時，填充孔蓋移位。儘管此移位通常僅為幾公分，但其足以彌補另一操作週期之移位。

詳言之，主張一種用於插入至用於填充一煉焦爐組之煉焦爐室的一填充孔隙中之可調整填充孔封閉器，該配置由以下各者組成：一或多個填充孔隙，其至少簡單地配置於一煉焦爐組之一煉焦爐室之頂部上，且其表示該爐頂部之結構表面結構中之一孔隙，一或多個填充孔封閉器，其在一煉焦爐室之頂部上藉由結構措施堅固地內建至一煉焦爐組之該煉焦爐室之頂部中，且其經配備為具有一突出物或用於填充孔蓋之一拉緊固持裝置的周向延伸之框架，一填充孔蓋，其由垂直地朝向內部向下延伸之周向延伸的傾斜插入區域組成或由用於牢固插入至一填充孔封閉器中之在一拉緊固持裝置中支撐的一插入裝置組成，且其中該填充孔蓋可相對該填充孔封閉器扭轉，其中該填充孔封閉器由一周向延伸之內框架及一周向延伸之外框架組成，且其中該內框架可經由垂直地朝向內部向下延伸之傾斜插入區域或經由在一拉緊固持裝置中支撐之一插入裝置插入至該外框架中，且其中該外框架經配置成可相對該內框架扭轉且該內框架經配置成可相對該填充孔蓋扭轉，且其特徵在於內填充孔框架係關於一垂直剖面非對稱的，使得當扭轉該內框架時，此非對稱性導致該填充孔隙及該可插入填充孔蓋在水平平面上之一移位。

裝置組件之材料可為任意組態，但其應為一適當類型以便耐受在煉焦爐室之頂部上盛行之高溫。在一具體實例中，該外框架係由一耐火礦物材料製成。在一具體實例中，該內框架亦係由一耐火礦物材料製成。在一具體實例中，該耐火礦物材料為陶瓷或耐火黏土磚。在另一具體實例中，該外框架或該內框架或該等框架兩者由鑄鐵或耐高溫鋼製成。

耐高溫鋼或鑄鐵應耐受至少高達800℃之溫度。此情形適用於該填充孔封閉器之整個結構及周圍結構措施以及該填充孔蓋。材料之選擇留給負責的專家進行，預期專家不會選擇不能夠耐受在煉焦爐室頂部上盛行之條件之材料。舉例而言，負責的專家將因此不會選擇在800℃已軟化或變脆之材料。材料必須為一適當類型以便耐受在煉焦爐室頂部上盛行之高溫且確保該填充孔蓋相對該內框架之扭轉以及該內框架相對該外框架之扭轉。

該外框架有利地牢固地整合至煉焦爐室之頂部中。舉例而言，用灰泥嵌入外框架表示一結構措施。

自先前技術在原理上已知如煉焦爐室之頂部中的填充孔孔隙之可扭轉蓋。DE 2942805 A1描述用於緊密封閉通向煉焦爐中之一孔隙之一蓋，該蓋係由內表面及外表面組成，其中一密封邊緣經分配給蓋本體，其中該密封邊緣可與該蓋之斜邊際區域嚙合，因而形成針對該蓋之一初始密封。DE 2732245 B1描述用於一煉焦爐室之一填充孔之一封閉器裝置，其中一填充孔蓋經插入至一框架中，其中該蓋之結構組件及使此等組件彼此錨接之框架及蓋藉由一可移置粉狀材料而相對彼此密封。

然而，上文中提及之裝置並未揭示藉由簡單製程步驟使得該蓋能夠在水平方向上移位之手段。本發明揭示了該手段。

本發明之外框架及內框架兩者係由固持設施組成，內框架可經由固持設施而被拉緊至外框架中。舉例而言，此等設施為如框架之周向延伸之輪緣的斜圓形區域，一個圓形區域在外框架之內圓中為斜的且經配置以便向上擴大至框架中，且另一個圓形區域在內框架之外圓中為斜的且經配置以便自身向外地增大。此等區域在插入內框架時彼此嚙合。

亦可相對內框架任意地支撐填充孔蓋。舉例而言，此等設施為如框架之周向延伸之輪緣的斜圓形區域，一個圓形區域在外框架之內修圓中為斜的且經配置以便向上擴大至框架中，且另一個圓形區域在內框架之外圓中為斜的且經配置以便自身向外地增大。此等區域在插入填充孔蓋時彼此嚙合。然而，固持設施可為任何任意組態。舉例而言，如DE 2732245 B1中所揭示，固持設施可為嚙合至環通道中之環鼻端。對於相對外框架之內框架，亦可以此方式執行此情形。

亦主張一種用於在填充一煉焦爐組之煉焦爐室時調整一填充孔封閉器之方法，其中一煉焦爐室之該填充孔封閉器係由一周向延伸之內框架及一周向延伸之外框架組成；該外框架經配置成可相對該內框架扭轉；且其特徵在於該內框架係關於一垂直剖面非對稱的，使得當扭轉該內框架時，執行填充孔隙在水平平面上之一移位以使得可正確地定位用於經由頂部填充該煉焦爐之該填充孔隙。

藉由扭轉非對稱內框架，移位煉焦爐頂部中之填充孔隙以使得可藉由簡單地扭轉框架而移位其且因此填充孔孔隙保持可由煤填充機接近而無須任何新的定位。扭轉內框架可手動地及藉由機構執行。在填充程序完成之後，再次將填充孔蓋插入至內框架中。

在本發明之一具體實例中，外框架及內框架可相對彼此密封。內填充孔框架及填充孔蓋亦可藉由一密封材料相對彼此密封。舉例而言，一密封線或一密封墊可用作為密封材料。但亦有可能使用一可裝填或塗抹密封化合物。舉例而言，此可為沙子。用(例如)密封化合物裝填框架或填充孔蓋可手動地實現。但此情形亦可藉由如(例如)EP 1002850 B1中所揭示之機構之再裝填機構來執行。

本發明可應用於任何類型之煉焦爐室中。本發明裝置可被利用一次或若干次或甚至與自先前技術已知之填充孔隙相組合地利用。本發明裝置可利用於經配置於「熱回收」或「非回收」類型之煉焦爐組中的煉焦爐室中，但本發明裝置亦可應用於經配置於習知類型之煉焦爐組中的煉焦爐室中。

本發明具有優點，該優點使得能夠調整配置於煉焦爐室之頂部上的煤之填充孔隙，使得藉由組件之簡單扭轉而使在操作時間之過程中歸因於環境衝擊且歸因於污染物自煉焦爐室之進入而必然伴有的自填充孔隙之原始配置之偏離成為可能。藉此，不需要作為對填充孔隙自本位之偏離之校正的煤填充機之新定位或填充孔隙自本位之偏離可更好地由煉焦爐工作機彌補。

圖1展示用於插入至填充孔隙(2)中之可調整填充孔封閉器(1)，填充孔隙(2)用以填充煉焦爐組之煉焦爐室(3)，該填充封閉器係由外框架(4)組成，外框架(4)(例如)藉由灰泥在結構上整合至煉焦爐室之頂部(5)中。此外框架(4)形成填充孔封閉器之一組件。填充孔封閉器之另一組件為可相對外框架(4)扭轉之內框架(6)。內框架(6)經成形以使得內框架(6)之外圓周相對內圓周非對稱地移位，藉此其對應圓圈並不與其幾何中心疊合。填充孔蓋(7)經配置於內框架(6)中。此處，煉焦爐室(3)係位於填充孔封閉器下方。填充孔蓋(7)係由中心垂直旋轉軸(7a)組成，填充孔蓋(7)可繞旋轉軸(7a)旋轉。此外，填充孔蓋(7)係由密封表面(7b)或類似組態之設施組成，填充孔蓋(7)藉由密封表面(7b)或類似組態之設施而大體上相對內框架(6)密封。此處，內框架(6)相對外框架(4)用密封化合物(8)密封。

圖2展示在內框架(6)繞垂直中心軸扭轉之後的同一蓋(7)。在扭轉內框架(6)約角度α°時，填充孔蓋之垂直軸(7c)移位量Δ(如與圖1相比)。藉此，對於填充機而言，可再次到達蓋(7)。若蓋(7)位於孔隙(2)中，則蓋(7)之位置移位相同量。

圖3展示用於插入至填充孔隙(2)中之可調整填充孔封閉器，填充孔隙(2)用於填充煉焦爐組之煉焦爐室(3)，以上各者以垂直俯視圖展示。此處展示煉焦爐室(3)之頂部(5)、外框架(4)、內框架(6)及填充孔蓋(7)。內框架(6)藉由外圓周及內圓周之幾何中心的移位(6a)而非對稱地形成。填充孔蓋(7)裝設於內框架(6)中，填充孔蓋(7)可繞中心垂直軸(7a)旋轉。此處亦展示兩個虛軸(9a、9b)，其展示填充孔蓋(7)在水平平面上之位置。

圖4展示同一填充孔封閉器(1)，其內框架(6)已旋轉180°。內框架(6)在本發明中可繞中心垂直軸(10)旋轉。藉由扭轉框架(6)，蓋(7)在內框架(6)中使自身移位一移位(6a)，使得填充孔隙(2)之位置改變及變形可藉此得以彌補。

1．．．填充孔封閉器

2．．．填充孔隙

3．．．煉焦爐室

4．．．外框架

5．．．煉焦爐室之頂部

6．．．內框架

6a．．．內框架之外圓周及內圓周之幾何中心的移位

7．．．填充孔蓋

7a．．．中心垂直旋轉軸

7b．．．密封表面

7c．．．填充孔蓋之中心垂直軸

8．．．密封化合物

9a．．．平行於煉焦爐室頂部之虛軸

9b．．．平行於煉焦爐室頂部之虛軸

10．．．內框架之旋轉的方向

本發明裝置藉由四個圖式闡明，此等圖式僅表示本發明裝置之設計及構造之實務實例。

圖1以側視圖展示本發明可調整填充孔封閉器之截面圖。

圖2展示在使蓋轉動180°之後的同一裝置。

圖3以垂直俯視圖展示本發明裝置。

圖4以垂直俯視圖展示在轉動180°之後的同一裝置。

1．．．填充孔封閉器

2．．．填充孔隙

3．．．煉焦爐室

4．．．外框架

5．．．煉焦爐室之頂部

6．．．內框架

7．．．填充孔蓋

7a．．．中心垂直旋轉軸

7b．．．密封表面

8．．．密封化合物

Claims (14)

1. 一種用於插入至用於填充一煉焦爐組之煉焦爐室(3)的一填充孔隙(2)中之可調整填充孔封閉器(1)，該配置包含：一或多個填充孔隙(2)，其至少一次配置於一煉焦爐組之一煉焦爐室(3)之頂部(5)上，且其表示該爐頂部(5)之結構表面結構中之一孔隙(2)，一或多個填充孔封閉器(1)，其在一煉焦爐室(3)之頂部(5)上藉由結構措施堅固地內建至一煉焦爐組之該煉焦爐室(3)之頂部(5)中，且其經配備為具有一突出物或用於填充孔蓋之一拉緊固持裝置的周向延伸之框架(4、6)，一填充孔蓋(7)，其由垂直地朝向內部向下延伸之周向延伸的傾斜插入區域(7b)組成或由用於牢固插入至一填充孔封閉器(1)中之在一拉緊固持裝置中支撐的一插入裝置組成，且其中該填充孔蓋(7)可相對該填充孔封閉器(1)扭轉，其中該填充孔封閉器(1)由一周向延伸之內框架(6)及一周向延伸之外框架(4)組成，且其中該內框架(6)可經由垂直地朝向內部向下延伸之傾斜插入區域(7b)或經由在一拉緊固持裝置中支撐之一插入裝置插入至該外框架(4)中，且其中該外框架(4)經配置成可相對該內框架(6)扭轉且該內框架(6)經配置成可相對該填充孔蓋(7)扭轉， 其特徵在於：該內填充孔框架(6)相對於一垂直剖面(7c)係非對稱的，使得當扭轉該內框架(6)時，此非對稱性(6a)導致該填充孔隙(2)及該可插入填充孔蓋(7)在水平平面上之一移位(6a)。
2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於該外框架(6)係由一耐火礦物材料建構而成。
3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在於該內框架(6)係由一耐火礦物材料建構而成。
4. 如申請專利範圍第2項之裝置，其特徵在於該內框架(6)係由一耐火礦物材料建構而成。
5. 如申請專利範圍第2項之裝置，其特徵在於該耐火礦物材料為陶瓷或耐火黏土磚。
6. 如申請專利範圍第3項之裝置，其特徵在於該耐火礦物材料為陶瓷或耐火黏土磚。
7. 如申請專利範圍第4項之裝置，其特徵在於該耐火礦物材料為陶瓷或耐火黏土磚。
8. 如申請專利範圍第2項之裝置，其特徵在於該外框架(6)或該內框架(4)或該等框架兩者係由鑄鐵或一耐高溫鋼建構而成。
9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項之裝置，其特徵在於該外框架(6)含有於一耐火砌塊中，該耐火砌塊藉由結構措施而堅固地整合至該煉焦爐室(4)之頂部(5)中。
10. 一種用於在填充一煉焦爐組之煉焦爐室(3)時調整一填充孔封閉器(7)之方法，其中一煉焦爐室(3)之該填充孔封閉器(7)由一周向延伸之內框架(6)及一周向延伸之外框架(4)組成，且該外框架(4)經配置成可相對該內框架(6)扭轉，其特徵在於：該內框架(6)相對於一垂直剖面(7c)係非對稱的，使得當扭轉該內框架(6)時，執行填充孔隙在水平平面上之一移位(6a)，且可正確地定位用於經由頂部(5)填充該煉焦爐(3)之該填充孔隙(2)。
11. 如申請專利範圍第10項之用於在填充一煉焦爐組之煉焦爐室(3)時調整一填充孔封閉器(7)之方法，其特徵在於內填充孔框架(6)及填充孔蓋(7)藉由一密封材料(8)相對彼此密封。
12. 如申請專利範圍第10項或第11項中之方法，其特徵在於使用一密封線或一密封墊作為密封材料(8)。
13. 如申請專利範圍第10項或第11項之方法，其特徵在於使用一密封化合物作為密封材料(8)。
14. 如申請專利範圍第13項之方法，其特徵在於使用沙子作為密封材料(8)。