DE10304799A1

DE10304799A1 - Beschickungsvorrichtung für einen Schachtofen

Info

Publication number: DE10304799A1
Application number: DE2003104799
Authority: DE
Inventors: Rainer Beermann; Thomas Kaluza
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: Paul Wurth SA
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-19

Abstract

Eine Beschickungsvorrichtung für einen Schachtofen (6) mit einem Bunkerschleusensystem (1), in das Beschickungsmaterial (11) eingefüllt wird, mit Mitteln zum Druckausgleich (12, 13) innerhalb des Bunkerschleusensystems (1) sowie mit Mitteln zum Ablassen des Beschickungsmaterials (11) aus dem Bunkerschleusensystem (1) in den Ofenraum, soll weniger verschleiß- und störanfällig sein. Hierzu soll das Bunkerschleusensystem (1) mit einem rotierbaren Rohr (2) verbunden sein, das sich bis in den Ofeninnenraum erstreckt und das ein zu seiner Längsachse abgewinkeltes und in Richtung zu der Innenwand (4) des Ofenkopfes (5) gerichtetes Rohrende (21) aufweist, wobei sich das Beschickungsmaterial (11) aus dem Bunkerschleusensystem (1) in das rotierende Rohr (2) entleert und aus dem abgewinkelten Rohrende (21) in den Ofenraum fällt. Um eine hohe Variabilität des Verteilungsmusters des Beschickungsmaterials (11) zu gewährleisten, wird das Material (11) aus dem Rohr (2) gegen einen verstellbaren Schlagpanzer (3) geworfen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für einen Schachtofen, insbesondere für einen Hochofen. Diese weist ein Bunkerschleusensystem, in das Beschickungsmaterial eingefüllt wird, Mittel zum Druckausgleich innerhalb des Bunkerschleusensystems sowie Mittel zum Ablassen des Beschickungsmaterials aus dem Bunkerschleusensystem in den Ofenraum auf.
Für das Einfüllen und Verteilen der Chargen (Koks, Möller etc.) zum Begichten von Schachtöfen sind Vorrichtungen bekannt, die nach dem sogenannten McKee-Prinzip gebaut sind. Bei dieser Ausführung, einem Glocken-Gichtverschluss, ist im oberen Bereich eine „Kleine Glocke" und im unteren Bereich eine „Große Glocke" angeordnet. Die DE 36 32 724 C2 zeigt eine solche Beschickungsvorrichtung in Form eines Doppelschleusen-Gichtverschlusses.
Neben den Glockenverschlüssen sind solche mit Dreh- und Verstellgetrieben bekannt, beispielsweise die Beschickungsvorrichtung nach der EP 1 144 995 B1 . Hierbei gelangt Möller aus einem Einschleusbunker in einen darunter befindlichen Guteinlauftrichter, von dort in ein Einschleusrohr und auf eine Schurre, die um eine vertikale Achse rotierbar ist und deren Neigungswinkel gleichzeitig verstellbar ist. Bei derartigen glockenlosen Verschlüssen wird das Material durch die Drehung der Auslaufschurre im Ofenraum verteilt.
Bei beiden Beschickungseinrichtungen, d.h. bei solchen die nach der Glocken-Prinzip sowie bei glockenlosen Vorrichtungen, ist die Materialzuführung ähnlich. In einem ersten Schritt wird Möllergut, das über ein Band oder einen Korb herantransportiert wird, in einen Schleusenbunker eingefüllt. Es erfolgt dann ein Druckausgleich des Bunkers. Anschließend wird das Material in den Ofenraum abgelassen. Bei glockenlosen Verschlüssen ist durch eine entsprechende Schurrenbewegung eine kreis- bzw. auch eine spiral- und punktförmige Verteilung des Beschickungsgutes möglich.
Bei der Glocken-Lösung bestimmt der Winkel der unteren Glocke den Durchmesser der in den Ofenraum chargierten Ringe aus Beschickungsmaterial. Eine Beeinflussung des Verteilungsmusters wird über verstellbare Schlagpanzer an der Innenwand des Ofenkopfes erreicht. Die obere Glocke übernimmt die Dichtungsfunktion. Hierbei ist problematisch, dass die Glocke aufgrund des abrasiven Beschickungsmaterials hinsichtlich ihrer Dichtungsfunktion verschleiß – und störanfällig ist, was diese Lösung kostspielig macht.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Beschickungsvorrichtung zu schaffen, die im Gegensatz zu dem bekannten Glockenverschluss eine geringere Verschleiß- und Störanfälligkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Beschickungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Grundgedanke der Erfindung ist, die bekannte Glocken-Mechanik bei Beibehalten des Bunkerschleusensystems durch ein einzelnes Rohr zu ersetzen, das gleichzeitig eine Einschleus- sowie eine Verteil- bzw. Führungsfunktion für das Beschickungsmaterial erfüllt. Die Beschickungsvorrichtung bzw. der Gichtverschluss kann daher auch als „Einrohr-Gichtverschluss" bezeichnet werden.
Im Einzelnen ist das Bunkerschleusensystem mit einem rotierbaren Rohr verbunden, das sich mit einem ersten Einschleusrohrabschnitt bis an oder in den Ofeninnenraum erstreckt und das als Führungsrohrabschnitt ein zu seiner Längsachse abgewinkeltes und in Richtung zu dem beweglichen Schlagpanzer gerichtetes, starres Rohrende aufweist. Hierbei wird das Beschickungsmaterial aus dem Bunkerschleusensystem in das rotierende Rohr entleert und durch das abgewinkelte Rohrende im Ofeninnenraum gerichtet in Richtung Ofeninnenwand gefördert.
Um eine hohe Variabilität des Verteilungsmusters des Beschickungsmaterials im Ofenraum zu erhalten, erfolgt der Austrag aus dem abgewinkelten Rohr gegen einen verstellbaren Schlagpanzer am Ofenkopf, wobei das Material dann von dem Schlagpanzer in den Ofenraum rutscht. Durch unterschiedliche Anstellung des Schlagpanzers können große und kleine Materialringe in den Oberofen gelegt werden. Durch Verfahren des Schlagpanzers während der Drehung des Rohres können selbst Spiralen gelegt werden.
Insgesamt schafft die vorgeschlagene Kombination einer Beschickungsvorrichtung, die aus einem Bunkersystem, einem rotierenden Rohr mit Einschleus- und einem Richtrohrabschnitt und einem verstellbaren Schlagpanzer besteht, eine wenig störanfällige Lösung, die gleichzeitig eine hohe Variabilität von Verteilungsmustern gewährleistet.
Die Bauart ist insgesamt einfach, so dass der Fertigungsprozess im Vergleich zu den bekannten Lösungen wesentlich kostengünstiger ist. Hochöfen, die mit der bekannten Glocken-Lösung ausgestattet sind, können kostengünstig umgebaut werden. Die Antriebstechnik für die Drehbewegung des Rohres kann einfach ausgebildet sein. Von Vorteil ist zudem, dass alle Bauteile, im Wesentlichen diejenigen, die die Antriebstechnik betreffen, von außen zugänglich sind und nicht durch Gaskammern geschützt werden müssen. Sie können deshalb und aufgrund der Arbeit bei geringeren Temperaturen gut ausgewechselt bzw. gewartet werden.
Der gerade Einschleusrohrabschnitt des Drehrohres ist zentrisch zum Ofenraum angeordnet. Dieser Abschnitt geht nach einer ersten Ausführungsform einteilig in ein entsprechend gebogenes bzw. abgeknicktes Rohrende bzw. den Richtrohrabschnitt über. Nach einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform ist das Rohrende als lösbares Rohrstück zu dem eigentlichen Einschleusrohrabschnitt ausgebildet. Dies empfiehlt sich, da somit das Rohrende gewechselt werden kann, weil an der Abknickstelle des Rohres im Ofenraum erhöhter Verschleiß auftritt. Zur Zugänglichkeit ist in der Wandung des Ofenkopfes eine entsprechende Öffnung vorgesehen. Für diese zweite Ausführungsform sind die beiden Rohrabschnitte, d.h. der Einschleus- und der Richt- bzw. Führungsrohrabschnitt, vorzugsweise über einen Flansch verbunden. Durch diese zweigeteilte Lösung könnte, sofern dies gewünscht ist, beim Stillstand des Rohres die Fallparabel des Beschickungsmaterials durch Ersatz eines anders abgeknickten Rohrstückes verändert werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die in der einzigen Figur dargestellte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert wird. Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Beschickungsvorrichtung bzw. den „Einrohr-Gichtverschluss".
Die Beschickungsvorrichtung setzt sich im Wesentlichen aus einem Bunkerschleusensystem 1, dem rotierbaren Rohr 2 und einem beweglichen bzw. verstellbaren Schlagpanzer 3 an der Innenwand 4 des Ofenkopfes 5 eines Hochofens 6, der hier nur teilweise dargestellt ist, zusammen.
Das Bunkerschleusensystem 1 umfasst bei der gezeigten Ausführungsform einen Bunker 7 mit einer Befüllöffnung 8 und einer Auslauföffnung 9 an seinem trichter förmig zusammenlaufenden unteren Ende 10. Das Beschickungsmaterial 11 wird über ein Band oder Skip herantransportiert und in den Bunker 7 gefüllt. Oberhalb der Befüllöffnung 8 und unterhalb der Auslauföffnung 9 des Bunkers 7 sind jeweils Dichtklappen 12, 13 drehbar in Gehäusen 14, 15 angeordnet. Durch ein entsprechendes Klappenspiel wird die Schleusenfunktion erreicht, wobei der Bunker 7 zum Befüllen auf Atmosphärendruck und zum Entleeren auf den dem Hochofen entsprechenden Druck gebracht wird. Zwischen der Auslauföffnung 9 des Bunkers 7 und der unteren Dichtklappe 13 ist eine Materialhalteklappe 16 mit Gehäuse 17 angeordnet. Sie dient zur Vergleichmäßigung des auslaufenden Materialstroms. Sie verhindert zudem, dass das Beschickungsgut unmittelbar auf der unteren Dichtklappe 13 anliegt. An dieses so ausgebildete Bunkerschleusensystem 1 ist unterhalb der Materialhalteklappe 16 in starres Rohr 18 angeflanscht. Dieses Rohr 18 dient als Verbindung zu dem rotierenden Rohr 2 und wird in das rotierende Rohr 2 mit entsprechendem Spiel eingesteckt. Dieses starre Verbindungsrohr 18 ist entweder mit einer Verschleißschicht ausgekleidet und/oder weist eine große Wandstärke auf. Der Übergang zwischen diesem starren und dem rotierenden Rohr 18, 2 ist abgedichtet. Als Abdichtung 19 können fettgeschmierte Filzringe eingesetzt werden. Alternativ ist es möglich, insbesondere bei höherer Druckbelastung, sogenannte Espey-Dichtungen einzusetzen. Dies sind Schleifringe aus Kohleelementen, die mit einer Feder fest angeordnet werden und zur Staubverhinderung mittels Stickstoff beaufschlagt sind.
Das rotierende Rohr 2 setzt sich aus einem geraden Einschleusrohrabschnitt 20 und einem hierzu gewinkelt angeordneten Rohrende 21 bzw. Richt- oder Führungsrohrabschnitt zusammen. Der Einschleusrohrabschnitt 20 reicht bis etwa zum Tragring 22. Der Einschleusrohrabschnitt ist mit dem Rohrende 21 über die Flanschverbindung 30 verbunden. Das Rohrende besteht aus einem zuerst geraden Stück und einem abgeknickten Stück, dass so gebogen bzw. abgeknickt ist, dass der Materialstrom auf die Aufprallplatten 23 des Schlagpanzers 3 geleitet wird. Das Rohrende 21 reicht bis in den Ofenkopf hinein.
Das rotierende Rohr 2 ist innwandig mit einem Verschleiß- und ggfs. Wärmeschutz versehen. Es empfiehlt sich, das Rohr 2 aus einem wärmebeständigen Stahl mit einer Wechselbeständigkeit bis 600°C zu fertigen.
Das rotierende Rohr 2 ist am Tragring 22 oberhalb des Ofenraums mit einer weiteren Abdichtung 24 versehen. Hierfür kommen die gleichen Abdichtarten wie bei der Rohr-Abdichtung 19 in Frage. Zwischen der Ofen- und der Rohr-Abdichtung 24, 19 ist das rotierende Rohr 2 in einer Kugeldrehverbindung 25, beispielsweise einem Hoesch-Rothe-Erde-Lager, gelagert, wobei das Lager für eine horizontale und vertikale Abstützung des rotierenden Rohrs 2 ausgelegt ist. In das Lager sind gleichzeitig Antriebsmittel 26 integriert. Ein Oberring der Kugeldrehverbindung ist als Zahnrad ausgebildet, in den ein von dem Motor, beispielsweise von einem Elektro- oder Hydraulikmotor 27, bewegtes Ritzel eingreift.
Unterhalb der Kugeldrehverbindung 25 ist das rotierende Rohr 2 zusätzlich vertikal geführt. Hierzu sind horizontale Rollen 28 vorgesehen, die über eine Stützkonstruktion 29 auf dem Tragring 22 des Ofens 6 angeordnet sind.
Wie bereits erwähnt, sind bei einer zweiteiligen Ausführungsform des Drehrohres 2 die beiden Rohrabschnitte – Einschleus- und Führungsabschnitt bzw. Rohrende – über Flansche 30 lösbar miteinander verbunden. Das Rohrende ist so abgeknickt, dass das Beschickungsmaterial 11 in der gewünschten Höhe und dem gewünschten Winkel gegen die Aufprallplatten 23 des Schlagpanzers 3 geworfen wird und von dort in den Ofeninnenraum abrutscht. Der Schlagpanzer 3 besteht aus diesen Aufprallplatten 23, die an der Ofeninnenwand 4 drehbar befestigt sind und über einen bestimmten Winkel α von dieser verschwenkbar sind. In der ist die nicht verschwenkte Stellung und in der gestrichelten Darstellung die Verschwenkstellung gezeigt. Durch eine unterschiedliche Anstellung der verstellbaren Platten 23 bzw. Aufprallflächen können bei großem Winkel α kleine und bei kleine rem Winkel α große Materialringe in den Oberofen gelegt werden. Durch Änderung der Winkelstellung der einzelnen Schlagpanzerplatten 23 während des Einbringens des Beschickungsmaterials 11 durch das sich drehende Einrohr 2 können auch Spiralen ausgetragen werden. Es ist auch möglich, die Stellung der Schlagpanzerplatten 23 in Abhängigkeit der aktuellen Material- bzw. Möllerlage im Ofen zu steuern. Hierzu wird die Ist-Lage des Möllers im Ofen mittels einer Radarmessung bestimmt und in Abhängigkeit hierzu die Position der Schlagpanzerplatten 23 eingestellt. Über diese intelligente Steuerung ist es möglich, das Beschickungsmaterial 11 auf einen Punkt gerichtet in den Ofen zu fördern.

1: Bunkerschleusensystem
2: rotierbares Rohr
3: verstellbarer Schlagpanzer
4: Innenwand des Ofens
5: Ofenkopf
6: Hochofen
7: Bunker
8: Befüllöffnung
9: Auslauföffnung
10: trichterförmiges Ende des Bunkers
11: Beschickungsmaterial
12: obere Dichtklappe
13: untere Dichtklappe
14: Gehäuse
15: Gehäuse
16: Materialhalteklappe
17: Gehäuse
18: starres Rohr
19: Rohr-Abdichtung
20: Einschleusrohrabschnitt
21: Rohrende
22: Tragring
23: Aufprallplatten des Schlagpanzers
24: Ofen-Abdichtung
25: Kugeldrehverbindung
26: Antriebsmittel
27: Motor
28: Rollenführung
29: Stützkonstruktion
30: Flanschverbindung
α: Verschwenkwinkel der Aufprallplatten 23

Claims

Beschickungsvorrichtung für einen Schachtofen (6) mit einem Bunkerschleusensystem (1), in das Beschickungsmaterial (11) eingefüllt wird, Mitteln zum Druckausgleich (12, 13) innerhalb des Bunkerschleusensystems (1) sowie mit Mitteln zum Ablassen des Beschickungsmaterials (11) aus dem Bunkerschleusensystem (1) in den Ofenraum, dadurch gekennzeichnet, dass das Bunkerschleusensystem (1) mit einem rotierbaren Rohr (2) verbunden ist, das sich bis in den Ofeninnenraum erstreckt und das ein zu seiner Längsachse abgewinkeltes und in Richtung zu der Innenwand (4) des Ofenkopfes (5) gerichtetes Rohrende (21) aufweist, wobei das Beschickungsmaterial (11) aus dem Bunkerschleusensystem (1) in das rotierende Rohr (2) entleert und aus dem abgewinkelten Rohrende (21) in den Ofenraum fällt.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen verstellbaren Schlagpanzer (3) umfasst, der an der Innenwand (4) des Ofenkopfes (5) angeordnet ist, wobei in Abhängigkeit des Verstellwinkels α des Schlagpanzers (3) das Verteilungsmuster des Beschickungsmaterials (11) im Ofenraum einstellbar ist, wobei das Beschickungsmaterial (11) aus dem Rohrende (21) gegen den verstellbaren Schlagpanzer (3) geworfen wird und von dort in den Ofeninnenraum fällt.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (21) als lösbares Rohrstück ausgebildet ist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bunkerschleusensystem (1) an seinem zum Ofen weisenden Ende in einen starren Rohrabschnitt (18) übergeht, an dem das rotierbare Rohr (2) angeordnet ist und dass eine Rohr-Abdichtung (19) zwischen dem starren Rohrabschnitt (18) und dem rotierbaren (2) Rohr vorgesehen ist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierbare Rohr (2) mit einer Ofen-Abdichtung (24) gegenüber dem Ofenninnenraum abgedichtet ist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierbare Rohr (2) über eine Kugeldrehverbindung (25) drehbar gelagert ist und angetrieben ist.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Kugeldrehverbindung (25) eine vertikale Rohrführungs vorrichtung (28), insbesondere eine Rollenführung, angeordnet ist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen- und/oder die Außenwandung des rotierbaren Rohres (2) mit einem Verschleißschutz versehen ist und/oder das Rohr aus einem wärmebeständigen Stahl besteht.
Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bunkerschleusensystem (1) einen Bunker (7) mit einer oberen Befüllöffnung (8) und einer unteren Auslauföffnung (9) aufweist und die Mittel zum Druckausgleich im Bunkerschleusensystem (1) Dichtklappen (12, 13) umfassen, wobei die obere Befüllöffnung (8) und die untere Auslauföffnung (9) jeweils mit einer Dichtklappe (12, 13) ausgestattet sind, wobei durch ein entsprechendes Klappenspiel der Dichtklappen (12, 13) der Druckausgleich im Bunkerschleusensystem (1) eingestellt wird.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bunker (7) und der unteren Dichtklappe (13) eine Materialhalteklappe (16) angeordnet ist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellwinkel α der Aufprallplatten (23) des Schlagpanzers (3) in Abhängigkeit des Verteilmusters des Beschickungsmaterials (11) im Ofen einstellbar sind.