DE3050391C2

DE3050391C2 - Luft- bzw. Gasauflockerungszuteiler für die Zuführung von Kohlenstaub ins Hochofengestell

Info

Publication number: DE3050391C2
Application number: DE3050391T
Authority: DE
Inventors: Michail V. &Ccaron;emikosov; Vitalij V. Donetsk Braga; Aleksei M. Kamardin; Nikolai T. Lifenko; Leonid F. Lukyanchenko; Viktor I. Ma&ccaron;ikin; Aleksandr A. Makeevka Mozgovoi; Anatolij I. Ryabenko; Grigory N. Sidorenko; Vasilij V. Stepanov; Vladimir P. Tere&scaron;henko; Anatolij A. Yarmal; Stanislav L. Yaroshevsky
Original assignee: DONECKIJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT CERNOJ METALLURGII; DONECKIJ POLITECHNICESKIJ INSTITUT DONECK SU
Current assignee: DONECKIJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT CERNOJ METALLURGII; DONECKIJ POLITECHNICESKIJ INSTITUT DONECK SU
Priority date: 1980-05-22
Filing date: 1980-12-18
Publication date: 1983-11-24
Also published as: SE8200185L; WO1981003340A1; BR8009073A; JPS5942045B2; FI68861C; SE428830B; JPS57500272A; GB2086553B; FI820175L; IN152172B; JPS57500651A; AU531568B2; FI68861B; DE3050391T1; GB2086553A; AU6922081A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luft- bzw. Gasauflockerungszuteiler für die Zuführung von Kohlenstaub in einen Hochofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Zuteilern bekannter Bauart sind die Oberflächen von Elementen für die Zumessung und Abgabe von Kohlenstaub zu den Blasformen eines Hochofens einem starken abrasiven Verschleiß ausgesetzt, und dieser Nachteil verringert die Zumeßgenauigkeit bei der Zuführung von Kohlenstaub in den Hochofen.

Es ist z. B. ein Luft- bzw. Gasauflockerungszuteiler bekannt (S. L Yaroschewsky u. a. »Verwendung von Kohlenstaub für die Roheisenerzeugung«, Kiev, 1974, S. 119—120), der eine Luft- bzw. Gasauflockerungskammer mit einem quer zu ihr angeordneten Gasverteilgitter und ein Ableitungsrohr mit einer Muffe an seinem in der Kammer befindlichen Ende enthält. Koaxial mit der Muffe des Ableitungsrohres ist eine in Axialrichtung bewegbare Absperrstange angeordnet, die mit ihrem Abschlußende periodisch mit der Innenfläche der Muffe zusammenwirkt.

In der Luft- bzw. Gasauflockerungskammer dieses Zuteilers wird der Kohlenstaub aufgewirbelt und kommt über die Muffe ins Ableitungsrohr.

Das Zumessen des aus dem Zuteiler über das Ableitungsrohr austretenden Kohlenstaubes und das Absperren des Staubstromes erfolgen durch Änderung des Abstandes zwischen der Innenfläche der Muffe und dem Abschlußende der Absperrstange, die sich in Axialrichtung bewegend an die Muffe herannahen und den Zutritt für den Brennstoff ins Rohr absperren kann.

Es ist klar, daß die Innenfläche der Muffe und das vom Kohlenstaub umströmte Abschlußende der Absperrstange einem starken abrasiven Verschleiß ausgesetzt sind, so daß die Zumeßgenauigkeit beim Zuführen von Kohlenstaub zu den Blasformen eines Hochofens im Laufe der Zeit gestört wird.

Aus der US-PS 38 44 767 ist es bei einem mit Koks in üblicher Weise von oben beschickten Hochofen bekannt, einen erhitzten und in einer Reaktionskammer außerhalb des Hochofenherdes zersetzten Hilfsbrennstoff in die Windleitungen eines Hochofens einzuführen.

Bekannt ist weiter ein Luft- bzw. Gasauflockerungszuieiler (s. SU-PS 5 12 241), der eine Luft- bzw. Gasauflockerungskammer mit einem Gasverteilgitter, ein AbJeitungsrohr, an dessen Seitenwand ein Eintragfenster vorgesehen ist. und ein Absperr- und Regelungselement, das mit einer in Axialrichtung bewegbaren Hohlstange starr ve-bunden ist, enthält. Die Hohlstange ist koaxial mit dem Ableitungsrohr in der Weise angeordnet, daß das Absperr- und Regelungselement in Form einer Düse teleskopisch in dieses Rohr hineingeführt ist und bei der axialen Verschiebung der Stange das Eintragfenster am erwähnten Rohr teilweise oder vollständig aufmacht und somit die Menge an in das Rohr ausgetragenem Kohlenstaub regell.

Die Wirkungsweise des Zuteilers ist die folgende. In die Luft- bzw. Gasauflockerungskammer wird Luft eingelassen, die im Durchströmen durch das Gasverteilgitter den Kohlenstaub aufwirbelt. Bei einem bestimmten Druck in der Luft- bzw. Gasauflockerungskammer, der vom Widerstand am Eingang des Ableitungsrohres und vom gewünschten Durchsatz des Zuteilers abhängt, tritt der Kohlenstaub durch das seitliche Eintragsfenster in dieses Rohr ein. Der Durchsatz des Zuteilers laß; sich dadurch regeln, daß man die Stange längs des seitlichen Eintragsfensters des Ableitungsrohres verschiebt, wobei das Absperr- und Regelungselement den Eintrittsquerschnitt des Eintragsfensters und demgemäß auch die Menge an Kohlenstaub, die vom Zuteiler zu den Blasformen eines Hochofens zugeführt wird, ändert.

Auch bei diesem Zuteiler sind die Absperrflächen dem Angriff des Kohlenstaubes ausgesetzt und nutzen sich schnell ab, so daß die Zumeßgenauigkeit im Laufe der Zeit gestört wird, insbesondere weil sich der Spalt zwischen dem Absperr- und Regelungselement der Stange und dem Ableitungsrohr, durch den ein uneingeschränkter Teil des Luft-Staub-Gemisches in die Luft- bzw. Gasauflockerungskammer zurückkommt, vergrößert. Darüber hinaus führt auch die Vergrößerung des Querschnittes des Eintragsfensters, die dem Verschleiß der dieses Fenster umgebenden Seitenflächen zuzuschreiben ist, zu einer Unbestimmtheit in der Zumessung des Kohlenstaubes, der ins Ableitungsrohr ausgetragen wird und den Blasformen eines Hochofens zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Absperr- und Regelungselement eines Zuteilers für die Zuführung von Kohlenstaub ins Hochofengestell derart auszubilden, daß es durch einen verminderten Verschleiß der mit dem Kohlenstaub in Berührung stehenden Oberflächen eine hohe Genauigkeit bei der Zumessung von Kohlenstaub zu den Blasformen eines Hochofens gewährleisten kann.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichenden Merkmalendes Anspruchs 1 gelöst.

Durch eine solche Ausführung des Kohlenstaub-Zuteilers kann die Zumeßgenauigkeit erhöht werden, weil der Kohlenstaub in das Ableitungsrohr unmittelbar

durch das Eimragsfensier und die Bohrungen an der Büchse eintritt, ohne mit den Berührungsflächen der Büchse und des Rohre= in Berührung zu kommen.

Es ist zweckmäßig, am Ableitungsrohr dem erwähnten Eintragsfenster diametral entgegengesetzt ein zusätzliches Eimragsfensier vorzusehen und die kalibrierten Bohrungen an der Büchse paarweise symmetrisch anzuordnen. Das Vorhandensein von zwei diametral gegbenüberliegenden Eimragsfenstern am Ableitungsrohr und kalibrierten Bohrungen an der in Büchse, dl- wie oben erwähnt angeordnet sind, läßt in der Büchse des Zuteilers Gegenströme eines Luft-Staub-Gemisches schaffen und kann somit zur Verminderung des abrasive-! Verschleißes der Büchsenwände und letzten Endes zur Verminderung der Ausfallgefahr für den Zuteiler beitragen. Dies ermöglicht es, ai.ch das Druckgefälle zwischen der Luft- bzw. Gasauflockerungskammer und der Förderleitung zu vergrößern, was seinerseits die Möglichkeit ergibt, den Durchsatz des Zuteilers flexibler und genauer zu regeln, welcher von diesem Druckgefälle abhängt.

Es ist auch von Vorteil, in die kalibrierten Bohrungen verschleißfeste Einsätze mit Kanälen einzubauen, wobei die Gesamtfläche des jeweiligen Paares der gegenüberliegenden Kanäle das 0.05- bis 0,20fache der Querschnittsfläche des Ableitungsrohres ausmachen soll. Dies vermindert den Verschleiß der Wände, die die kalibrierten Bohrungen begrenzen. Es sei unterstrichen, daß nur bei solcher Gesamtfläche der erwähnten Kanäle die angestrebte Erhöhung der Zumeßgenauig- w keil ohne zusätzlichen Energieaufwand möglich ist.

Eine Verminderung der Gesamtfläche der Kanäle auf weniger als das 0,05fache der Querschnittsfläche des Ableitungsrohres ist unvorteilhaft, weil dabei die Leistung der Gebläsemiitel bei vorgegebenem Staub- J5 verbrauch vergrößert werden muß und folglich mit einem erhöhten Energieverbrauch für die Auflockerung und Lüftung von Kohlenstaub gerechnet werden muß. Wenn die Gesamtfläche der Kanäle in den Einsätzen das 0,20fache der Querschnittsfläche des Ableitungsroh- "" res übersteigt, so wird aufgrund eines verminderten Druckgcfälles zwischen der Luft- bzw. Gasauflockerungskammer und dem Ableitungsrohr praktisch keine Erhöhung der Zumeßgenauigkcit erzielt.

Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand ⁴"> konkreter Ausführungsbeispiele und der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Luft- bzw. Gasauflockerungszuteilers für die Zuführung von Kohlenstaub in einen Hochofen im Längsschnitt, >"

Fig. 2 das Bruckslück 1 der Fig. 1, auf dem ein Ableitungsrohr mit Eintragsfenstern und eine Büchse mit kalibrierten Bohrungen in Arbeitsstellung gezeigt sind, in vergrößertem Maßslab und im Längsschnitt und

Fig. 3, 4, 5 Ausführungsformen des Aösperr- und Regelungselernentes, also der Büchse und des Ableitungsrohres, in Arbeitsstellung, im Querschnitt.

Der Luft- bzw. Gasauflockerungszuteiler für die Zuführung von Kohlenstaub in einen Hochofen enthält eine Luft- bzw. Gasauflockerungskammer 1 (Fig. 1 bis ^b0 3) mit einem Gasverteilgitter 2, einen Sammler 3 und einen Stutzen 4 für die Auflockerungsluft. In das Innere der Luft- bzw. Gasauflockerungskammer 1 ist ein Ableitungsrohr 5 mit einem seitlichen Eintragsfenster eingeführt. Innerhalb des Ableitungsrohres 5 befindet ^b5 sich ein Absperr- und Regelungselemcni, d. h. eine Drehbüchse 7, die mit einer Hohlstange 8 in Verbindung steht, deren zweites Enuc aus dem Hohlraum des Ableitungsrohres 5 über eine Stopfbuchse 9 herausgeführt ist. Das Ende der Hohlsiange 8 ist abgeflanscht und hat einen aufgesetzten Handhebel 10, mit dessen Hilfe man die Hohlstange 8 und die Drehbüchse 7 drehen kann. Zum Durchtritt der Luft ins Innere djr Du'hbüchse 7 sind an den Seiienw ander, der Hohlstange 8 Bohrungen 11 vorgesehen. Die Büchse 7 weist mehrere kalibrierte Bohrungen 12 auf, die mit dem Eintragsfenster 6 am Ableitungsrohr 5 periodisch in Verbindung kommen und damit für die Zuteilung von Kohlenstaub mit vorgegebenem Verbrauch sorgen.

Eine solche Ausführung des Luft- bzw. Gasauflockerungszuteilers hat den Vorteil einer erhöhten Zumeßgenauigkeit, weil nämlich der Kohlenstaub ins Ableitungsrohr unmittelbar über die Büchse 7 gelangt. Die Berührungsflächen der Büchse 7 und des Ableitungsrohres 5 sind keinem abrasiven Verschleiß ausgesetzt, und so wird ein unkontrollierbares Entweichen von Gas zwischen ihnen ausgeschlossen.

Wie aus der Fig.4 hervorgeht, kann das Ableitungsrohr 5 des Zuieilers ein zusätzliches Eintragsfenster 13, dem ersteren gegenüberliegend, aufweisen, während die kalibrierten Bohrungen 12 der Büchse 7 paarweise symmetrisch angeordnet sind.

Dies bringt die Möglichkeit mit sich, den Kohlenstaub in die Büchse in Gegenströmen zuzuführen und dadurch den abrativen Verschleiß der Büchse 7 wesentlich zu verringern: zum anderen kann das Druckgelalle zwischen der Luft- bzw. Güsauflockerungskammtr und dem Ableitungsrohr erhöht werden und folglich die Menge an Kohlenstaub flexibler und genauer zugemessen und dein Hochofen zugeführt werden.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, nach der in die kalibrierten Bohrungen 12 der Büchse 7 verschleißfeste Einsätze 14 beispielsweise aus einem Sintermetall eingebaut sind. Die Einsätze 14 besitzen Kanäle 15. Dabei sollen jeweilige Paare der diametral gegenüberliegenden Kanäle 15 eine Gesamtfläche haben, die das 0.05- bis 0,20fache der Querschnittsfläche des Ableitungsrohres 5 beträgt. ·

Wie schon oben betont wurde, ist eine Verminderung der Gesamtfläche der Kanäle 15 auf weniger als das O.OSfache der Querschnittsfläche des Ableitungsrohres 5 nicht zu empfehlen, denn die Leistung der Gebläsemittel muß in diesem Fall bei vorgegebenem Staub\ erbrauch erhöhl werden und sie führt demgemäß zu einem erhöhten Energieverbrauch für die Auflockerung und Lüftung des Kohlenstaubes. Bei einem Übersteigen der Gesamtfläche der Kanäle in den Einsätzen über das 0.20fache der Querschnittsfläche des Ableitungsrohres hinaus wächst die Zumeßgenauigkeit aufgrund eines verminderten Druckgefälles zwischen der Luft- bzw. Gasauflockerungskammer und dem Ableitungsrohr praktisch nicht an.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende. In den Sammler 3 (Fig. 1, 2, 3) läßt man über den Stutzen 4 ein Auflockerungsgas, beispielsweise Lufl, in einer Verbrauchsmenge, die 5 bis 15% der Verbrauchsmenge an dem Fördergas für Kohlenstaub beträgt, einströmen. Der über dem Gasverteilgitter 2 in der Luft- bzw. Gasauflockerungskammer 1 befindliche Kohlenstaub geht in einen Fließbettzusiand über und gelangt beim Zusammenfallen einer der kalibrierten Bohrungen 12 der Büchse 7 mit dem Eintragsfenster 6 des Ableitungsrohres 5 ins Innere dieses Rohres. Beim Zuleiten eines Fördergases durch die Bohrung 11 der Hohlstaru'c 8 bcpinni die Zuführung des Kohlenstaubes

aus dem Zuteiler zu den Blasformen eines I lochofens.

Bei der in Kig.4 gezeigten Ausführungsform des Zuteilers mit einem zusätzlichen F.intragsfcnsier 13 am Ableitungsrohr 5 gelang! der Kohlenstaub ins Innere der Drehbüchse 7 in Gegenströmen und tritt ins ', Ableitungsrohr 5 mit einer fas! bei Null liegenden Geschwindigkeit ander Innenfläche der Büchse aus, was sich auf ihren Verschleiß vermindernd auswirkt. Infolgedessen kann man zwischen der Kammer 1 und dem Ableitungsrohr 5 ein höheres Druckgefälle κι beispielsweise 2 ■ 10'· Pa. schaffen, was weit über dem Wert der Druckpulsalionen an den Blasformen eines Hochofens und in Rohrleitungen (ca. 1 · 10⁴ bis 2 ■ 10" Pa) liegt. Deswegen ist ihr Einfluß auf den gesamten Strömungswiderstand des Systems (Zuteiler-Rohrleitung-Blasform) unwesentlich. Man erreicht auf diese Weise eine hohe Genauigkeit bei der Zumessung von Kohlenstaub, der den Blasformen eines Hochofens zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Luft- bzw. Gasauflockerungszuteiler für die Zuführung von Kohlenstaub in einen Hochofen, enthaltend eine Luft- bzw. Gasauflockerungskammer mit einem quer zu ihr angeordneten Gasverteilgitter, ein Ableitungsrohr mit einem Eintragsfenster auf der Seitenflache des in der Luft- bzw. Gasauflockerungskammer befindlichen Endes dieses Rohres und ein teleskopisch in das erwähnte Rohr hineingehendes Absperr- und Regelungselemeni mit einer Hohlstange, das das Eintragsfenster periodisch überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperr- und Regelungselement als Drehbüchse (7) mit kalibrierten Bohrungen (12) ausgestaltet ist, welche mit dem Eintragsfenster (6) am Ableitungsrohr (5) abwechselnd in Verbindung gebracht werden.

2. Luft- bzw. Gasauflockerungszuteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ableitungsrohr (5) dem erwähnten Eintragsfenster (6) diametral entgegengesetzt ein zusätzliches Eintragsfenster (13) vorgesehen ist und die kalibrierten Bohrungen (12) an der Drehbüchse (7) paarweise symmetrisch angeordnet sind.

3. Luft- bzw. Gasauflockerungszuteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die kalibrierten Bohrungen (12) verschleißfeste Einsätze (14) mit Kanälen (15) eingebaut sind, wobei die Gesamtfläche des jeweiligen Paares der gegenüberliegenden Kanäle (15) dem 0,05- bis 0.20fachen der Querschnittsfläche des Ableitungsrohres (5) gleich ist.