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DE9004520U1 - Plumb bob device for determining the filling height in a shaft furnace - Google Patents

Plumb bob device for determining the filling height in a shaft furnace

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Publication number
DE9004520U1
DE9004520U1 DE9004520U DE9004520U DE9004520U1 DE 9004520 U1 DE9004520 U1 DE 9004520U1 DE 9004520 U DE9004520 U DE 9004520U DE 9004520 U DE9004520 U DE 9004520U DE 9004520 U1 DE9004520 U1 DE 9004520U1
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DE
Germany
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plumb bob
winding drum
hydraulic motor
shaft furnace
determining
Prior art date
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DE9004520U
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MAN Gutehoffnungshutte GmbH
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MAN Gutehoffnungshutte GmbH
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/24Test rods or other checking devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/28Arrangements of monitoring devices, of indicators, of alarm devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/0023Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm with a probe suspended by a wire or thread

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Description

Beschreibung:Description:

Die Neuerung betrifft eine Senklot-Einrichtung zum Bestimmen der Schütthöhe in einem Schachtofen mit einem hydraulischen Antrieb einer in einem gasdichten Gehäuse angeordneten Wicklungstrommel zum Ab- und Aufwickeln eines Seiles oder einer Kette mit am Ende angebrachten Senklot, ferner mit einem von der Wicklungstrommel-Welle angetriebenen Wegawfnehiser. 10The innovation concerns a plumb bob device for determining the filling height in a shaft furnace with a hydraulic drive of a winding drum arranged in a gas-tight housing for unwinding and winding a rope or a chain with a plumb bob attached to the end, furthermore with a travel stopper driven by the winding drum shaft. 10

Es ist bekannt, die Schütthöhe in einem Schachtofen mit ai@chani.sier-ten I», feosonc^n zu überwachen. Dies ^eschie.'-it in <?«sr Weise, G»ß mi^telE einer Wicklungstrommal ein Senket an ei ^m Seil oder einerIt is known to monitor the filling height in a shaft furnace with automatic sensors. This is done in a way that uses a winding current to lower a cable or a Kett» nängend von oben auf die Sciüttungsoberflache des Schachtofens hinabgelassen wiru. Das t>eil wickelt sich dabex von der Trommel, an deren Welle ein Wegaufnehmer angeschlossen ist, ab. Der Wegaufnehmer mißt die Winkeldrehung U^r Wicklungstrommel, aus der sich dieThe warp is lowered from above onto the filling surface of the shaft furnace. The part then unwinds from the drum, to whose shaft a displacement sensor is connected. The displacement sensor measures the angular rotation of the winding drum, from which the

Absenkteufe des Senklotes ergibt.Depth of sinking of the plumb bob.

Zur Feststellung der genauen Teufe ist es notwendig, daß das Senklotseil auf der Wicklungstrommel stets straff gehalten wird, so daß das Senklot sich in aufrechter Stellung befindet und so exakt dieTo determine the exact depth, it is necessary that the plumb bob rope is always kept taut on the winding drum so that the plumb bob is in an upright position and can thus precisely Oberfläche der Schüttgutsäule des Schachtofens berührt. Ein Kippen oder Flachliegen des Senklotes hätte Falschmeldungen zur Folge. Ferner darf dieSurface of the bulk material column of the shaft furnace. Tipping or lying flat of the plumb bob would result in false reports. Furthermore, the

Absinkgeschwindigkeit mit zunehmender Teufe und dadurchSinking speed with increasing depth and thus

verursachten größeren Seilgewichtes nicht so großcaused by the greater rope weight not so large werden, daß das Senklot in die Schachtofenschüttung eindringen kann.so that the plumb bob can penetrate into the shaft furnace fill.

Das Senklot soll bei absinkender Schütthöhe stets auf der Oberfläche der Schüttung verbleiben, d.h. es soll sich mit absinkender Möllersäule gleichmäßig mit absenken. Das Senklot darf den Kontakt mit der M^llersäule keinesfalls verlieren. Nur so ist eine -kontinuierliche und genaue iw^si : j des Schachtofen-Füllstandes möglich.The plumb bob should always remain on the surface of the fill as the fill level drops, ie it should sink evenly as the burden column sinks. The plumb bob must not lose contact with the burden column under any circumstances. This is the only way to ensure a continuous and precise measurement of the shaft furnace fill level.

- -Bei -unruhigem Ofengang ist ein Zuschütten des Senklotes mit Möllerstoffen nicht ganz auszuschließen. Deshalb ist bei Meßeinrichtungen des Standes der Technik - grundsätzlich eine Betriebsweise bekannt, bei der im Abstand von 10 bis 20 Sekunden das Senklot um einen Betrag von beispielsweise 1 m hochgezogen und anschließend sofort wieder auf die Schüttung abgesenkt wird.- -If the kiln is not running smoothly, it cannot be completely ruled out that the plumb bob will become filled with burden materials. Therefore, in state-of-the-art measuring devices, a method of operation is generally known in which the plumb bob is raised by an amount of, for example, 1 m at intervals of 10 to 20 seconds and then immediately lowered back onto the bed.

Als Antrieb für Meßeinrichtungen des Standes der Technik sind Elektromotoren oder schnellaufende Hydromotoren bekannt, die über ein Untersetzungsgetriebe die Wicklungstrommel der Senklot-Einrichtung antreiben.Electric motors or high-speed hydraulic motors are known as drives for state-of-the-art measuring devices, which drive the winding drum of the plumb bob device via a reduction gear.

Bei den bekannten Teufen-Meßeinrichtungen hat es sich " als Nachteil herausgestellt, daß infolge des mit zunehmender Teufe (Absinken der Möllersäule) zunehmenden Seilgewichtes durch unpräzise Berücksichtigung der Gewichtsänderung die Meßgenauigkeit in Frage gestellt wird. Ferner werdenWith the known depth measuring devices, it has been found to be a disadvantage that the measuring accuracy is called into question due to the increasing rope weight with increasing depth (sinking of the burden column) due to the inaccurate consideration of the weight change. Furthermore,

-bei den bekannten Einrichtungen die unterschiedlichen Reibungswiderstände bei der Umkehr dex Drehrichtung der WicklungstrojTunel (Abwärts- und Aufwärtsbewegung des am Seil hängenden Senklotes) nicht berücksichtigt. Das Halten dee Senklotes bei Berührung der Schöttung in aufrechter Stellung gelingt trotz erheblichen Regelaufwandes nur in unvollkommenem Maße.- the known devices do not take into account the different frictional resistances when reversing the direction of rotation of the winding drum (upward and downward movement of the plumb bob hanging on the rope). Despite considerable control effort, the plumb bob is only partially able to be kept in an upright position when it touches the bulkhead.

' Ee ist daher Aufgabe der Neuerung, Senklot Meßeinrichtungen der vorbeschriebenen Gattunq en 7,u verbessern, daß die zuvor geschilderten Nachteile vermieden werden und somit eine motorangetriebene Senklot-Meßeinrichtung zur Verfügung steht, mit deren Hilfe eine Schutthöhenmessung im Schachtofen mit höchster Meßgenauigkeit ermöglicht wird bei Minimierung der mechanischen Reibungewiderstände und unter strikter Berücksichtigung der Seilgewichtä- oder Kettengewichtszunahme bei steigender Teufe, d.h. absinkender Möllersäule.' It is therefore the aim of the innovation to improve plumb bob measuring devices of the type described above so that the disadvantages described above are avoided and thus a motor-driven plumb bob measuring device is available with the aid of which a rubble height measurement in the shaft furnace is made possible with the highest measuring accuracy while minimizing the mechanical friction resistance and under strict consideration of the increase in rope or chain weight with increasing depth, ie sinking burden column.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die '5 Merkmale des abhängigen Unteranspruchs betreffen eine vorteilhafte Ausgestaltung der Meßeinrichtung.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1. The '5 features of the dependent subclaim relate to an advantageous design of the measuring device.

Bei der Senklot-Meßeinrichtung nach der Neuerung wird die Wicklungstrommel von einem langsamlaufenden Hydromotor, d.h. einem Motor mit einer Drehzahl bis max. 50 Umdrehungen/min., ohne zvischengeschaltetes Untersetzungsgetriebe direkt angetrieben. Durch dieses Konzept wird eine Minimierung der Reibungswiderstände erreicht. Der von der Trommelwelle angetriebene Wegaufnehmer liefert ein der jeweiligen Teufe zugeordnetes Signal, welches unmittelbar ein Druckproportionalventil steuert. Auf diese Weise läßt sich *3ie Gewichtszunahme des Seiles bzw. der Kette mit zunehmender Teufe exakt berücksichtiaen. Der HydromotorIn the plumb bob measuring device according to the innovation, the winding drum is driven directly by a slow-running hydraulic motor, i.e. a motor with a speed of up to 50 revolutions/min., without an intermediate reduction gear. This concept minimizes frictional resistance. The displacement sensor driven by the drum shaft delivers a signal assigned to the respective depth, which directly controls a pressure proportional valve. In this way, the increase in weight of the rope or chain with increasing depth can be taken into account exactly. The hydraulic motor

hält das der jeweiligen Teufe entsprechende Gegenmoment aufrecht.maintains the counter torque corresponding to the respective depth.

Mit Hilfe der neuerungsgemäßen Anordnung läßt sich eine bislang nicht gekannte Feinfühligkeit und Meßgenauigkeit bei der Überwachung der Schütthöhe imWith the help of the new arrangement, a previously unknown sensitivity and measurement accuracy can be achieved when monitoring the dumping height in the

Schachtofen erzielen. Beim Aufsetzen des Senklotes auf die Oberfläche der Möllersäule bleibt dieses stets in aufrechter &udiagr;teilung, denn der langsamlaufende Hydromotor besitzt im Gegensatz zu einem Schnelläufer mit Untersetzungsgetriebe nur sehr kleine rotierende Massen und kann verzögerungslos gebremst werden. Der Gewichts-Haltedruck des Motors ist durch das Druckproportionalventil genau auf das Gewicht des Sanklotes zuzüglich augenblicklichen Seilgewichts bemessen. Daher erzeugt die Senklotwinde gerade die Zugkraft, die zum Aufrechthalten des Senklotes erforderlich ist und die das Absinken des Senklotes mit absinkender Möllersäule sicherstellt.Shaft furnace. When the plumb bob is placed on the surface of the burden column, it always remains in an upright position, because the slow-running hydraulic motor, in contrast to a high-speed motor with a reduction gear, has only very small rotating masses and can be braked without delay. The weight-holding pressure of the motor is precisely calculated by the pressure proportional valve to the weight of the plumb bob plus the current rope weight. The plumb bob winch therefore generates exactly the pulling force required to keep the plumb bob upright and which ensures that the plumb bob sinks as the burden column sinks.

Es sei besonders darauf hingewiesen, daß die erwähnte Feinfühligkeit der neuerungsgemäßen Anordnung erreicht wird, ohne daß mit Hilfe einer Regelung Ventile od. dgl. betätigt werden müssen. |It should be particularly noted that the above-mentioned sensitivity of the new arrangement is achieved without the need to operate valves or the like with the help of a control system. |

wird bei der neuerungsgemäßen Einrichtung ein Hydraulikölspeicher und eine Notstrombatterie (für die Schaltung des Wegeventils) verwendet, ist dieIf a hydraulic oil reservoir and an emergency power battery (for the switching of the directional control valve) are used in the new installation, the

Möglichkeit gegeben, auch während evtl. Störungen im |Possibility given, even during possible disruptions in the |

Stromnetz die Teufenmessung über einen festgelegten Zeitraum aufrechtzuerhalten.power grid to maintain depth measurement over a specified period of time.

Ein Anwendungsbeispiel der Neuerung wird nachstehend anhand eines Schaubildes näher erläutert.An example of how the innovation can be applied is explained in more detail below using a diagram.

Die Wlcklungstrommel (1) ist über eine Kupplung (2) mit dem Hydromotor (3), der eine integrierte Bremse (4) aufweist, verbunden. Durch den sich in beide Richtungen drehenden Hydromotor (3) wird das Seil (5), an dessen Ende das Senklot (6) hängt, auf die WicklungstrommelThe winding drum (1) is connected via a coupling (2) to the hydraulic motor (3), which has an integrated brake (4). The hydraulic motor (3) rotates in both directions and pulls the rope (5), at the end of which the plumb bob (6) hangs, onto the winding drum.

(1) aufgewickelt bzw. von der Wicklungstrommel abgewickelt. Anstelle eines Seiles kann selbstverständlich auch eine Kette verwendet werden.(1) wound up or unwound from the winding drum. Instead of a rope, a chain can of course also be used.

Der Druck xum Aufbau des durch den Hydromotor (3) aufzubringenden Drehmomentes wird so hoch gewählt, daß das "Gegendrehmoment" des Hydromotors (3) geringfüyig uviter dem Drehmoment der Wicklungstrommel (1), das durch den Seilzug aus Gewicht des Senklotes (6) zuzüglich Seilgewicht (5) erzeugt wird, liegt. Es ist somit sichergestellt, daß das Seil (5) ständig straffgehalten wird und die Wicklungstrommel (1) sofort ?un> Stillstand konuivt; de das Snnklot (6) auf das Möllergut aufsetzt und dadurch das Überschuß-Drehmoment durch das Gewicht des Senklotes zuzüglich dem Seilgewicht an der Wicklungstrommel (1) gegenüber dem Hydromotor-Drehmoment abgebaut wird.The pressure to build up the torque to be applied by the hydraulic motor (3) is selected to be so high that the "counter torque" of the hydraulic motor (3) is slightly below the torque of the winding drum (1) that is generated by the cable pull from the weight of the plumb bob (6) plus the cable weight (5). This ensures that the cable (5) is constantly kept taut and the winding drum (1) immediately comes to a standstill; the plumb bob (6) touches the material and the excess torque is thereby reduced by the weight of the plumb bob plus the cable weight on the winding drum (1) compared to the hydraulic motor torque.

zum Absenken des Senklotes (6) in den Schachtofen wird über das Wegeventil (7) die Bremse (4) des Hydromotors (3) gelüftet. Gleichzeitig wird zur Überwindung des Losbrechraomentes der Wicklungstrommel (1) und des Hydromotors (3) der Hydromotor (3) über das WegeventilTo lower the plumb bob (6) into the shaft furnace, the brake (4) of the hydraulic motor (3) is released via the directional control valve (7). At the same time, to overcome the breakaway torque of the winding drum (1) and the hydraulic motor (3), the hydraulic motor (3) is activated via the directional control valve.

(8) mit Drucköl aus dem Hydraulikölbehälter (16) in Richtung Absenken des Senklotes beaufschlagt. Nachdem sich die Wicklungstrommel (1) in Drehbewegung gesetzt hat, wird das Wegeventil (8) wieder in seine Ruhelage geschaltet. Über den Wegeaufnehmer (9) wird das(8) is pressurized with oil from the hydraulic oil tank (16) in the direction of lowering the plumb bob. After the winding drum (1) has started rotating, the directional control valve (8) is switched back to its rest position. The

iJ Druckproportionalventil (10) entsprechend der jeweiligen Teufe so angesteuert, daß das Drehmoment des Hydromotors (3) geringfügig unter dem Drehmoment der Wicklungstrommel (1), erzeugt durch das augenblicklich in Arbeitsrichtung ziehende Senklot (6) zuzüglich iJ Pressure proportional valve (10) is controlled according to the respective depth so that the torque of the hydraulic motor (3) is slightly below the torque of the winding drum (1), generated by the plumb bob (6) pulling in the working direction at the moment plus

Seilgewicht (5), liegt.rope weight (5).

Um zu verhindern, daß das Senklot (6) nach erfolgtem Aufsetzen umkippt, wird zum Ausgleich von Leckölverlusten über das Wegeventil (11) ständig eine geringe Hydraulikölmenge aus dem Druckölkreis vor dasIn order to prevent the plumb bob (6) from tipping over after it has been placed in position, a small amount of hydraulic oil is constantly supplied from the pressure oil circuit to the plumb bob (6) via the directional control valve (11) to compensate for any leakage oil losses.

Druckpropoitionalvenfcil (10) geleitet. Dadurch wird auch bei stehendem Hydromotor (3) der der jeweiligen Teufe entsprechende "Gewichts-Haltedrurk" (d.h. der Druck zum Aufrichten des Senklotes) aufrechterhalten. Die Absenkgeschwindigkeit des Senklotes (6) wird am Stromregelventil (12) und die Einspeisemenge am Ventil x13) eingestellt. Zum Heben des Senklotes (6) wird das Ventil (14) umgeschaltet, so daß der Hydromotor (3) seine Drehrichtung wechselt und dadurch die Vficklungstrommel (1) das Seil (5) auf trommelt. Über den Wegaufnehmer (9) wird bei Erreichen der oberen Ruhestellung (Parkstellung) über das Wegeventil (7) die Bremse (4) aufgelegt und die Wegeventile (11) und (14) werden in ihre Ruhestellung geschaltet. Das WegeventilPressure proportional valve (10). This means that the "weight holding pressure" (i.e. the pressure to raise the plumb bob) corresponding to the respective depth is maintained even when the hydraulic motor (3) is at a standstill. The lowering speed of the plumb bob (6) is set on the flow control valve (12) and the feed quantity on the valve (13). To raise the plumb bob (6), the valve (14) is switched so that the hydraulic motor (3) changes its direction of rotation and the winding drum (1) winds up the rope (5). When the upper rest position (parking position) is reached, the brake (4) is applied via the directional valve (7) via the position sensor (9) and the directional valves (11) and (14) are switched to their rest position. The directional valve

(11) wird aus dem Grunde in seine Ruhestellung geschaltet, damit während der Meßpausen (während der Ofenbegichtung) kein Drucköl verbraucht wird. Das Ventil (14) wird in seine Ruhestellung geschaltet, um das Absenken des Senklotes (6) vorzubereiten. Die Anhebegeschwindigkeit für das Senklot wird am Stromregelventil (15) eingestellt.(11) is switched to its rest position so that no pressure oil is consumed during the measurement breaks (during the furnace charging). The valve (14) is switched to its rest position to prepare the lowering of the plumb bob (6). The lifting speed for the plumb bob is set on the flow control valve (15).

Bei Messung größerer Teufen kann das Stromregelventil (12) durch eine Bypass-Schaltung umgangen werden. Hierdurch ist es möglich, bei großen Wegen mit höheren Geschwindigkeiten zu fahren. Kurz vor Erreichen der Meßteufe wird dann auf Meß-Absenken umgeschaltet.When measuring greater depths, the flow control valve (12) can be bypassed using a bypass circuit. This makes it possible to travel at higher speeds over longer distances. Shortly before the measuring depth is reached, the system switches to measuring lowering.

In dem Schaubild (Schaltschema) sind dieIn the diagram (circuit diagram) the

ou Rückschlagventile mit (17) bezeichnet. ou check valves designated with (17).

Claims (2)

Schutzansprüche:Protection claims: 1. Senklot-Einrichtung zum Bestimmen der Schütthöhe in einem Schachtofen mit einem hydraulischen Antrieb einer in einem gasdichten Gehäuse angeordneten Wicklungstrommel zum Ab- und Aufwickeln eines Seiles oder einer Kette mit am Ende angebrachten Senklot, ferner mit einem von der Wicklungstrommel-Welle angetriebenen Wegaufnehmer,1. Plumb bob device for determining the filling height in a shaft furnace with a hydraulic drive of a winding drum arranged in a gas-tight housing for unwinding and winding a rope or a chain with a plumb bob attached to the end, furthermore with a displacement sensor driven by the winding drum shaft, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wicklungstrommel (1) ohne
characterized,
that the winding drum (1) without
( Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes von(Intermediate connection of a reduction gear of einem langsamlaufenden Hydromotor (3) angetriebendriven by a slow-running hydraulic motor (3) *5 · wird, daß vom Wegaufnehmer (9) ein öer jeweiligen Teufe zugeordnetes Signal unmittelbar, d.h. ohne eine elektrische Regelung, auf ein Druckproportionaiventil (10) gegeben wird und daß das Druckproportionaiventil {10) dem Hydromotor*5 · that a signal associated with the respective depth is sent directly, i.e. without electrical control, to a pressure proportional valve (10) from the position sensor (9) and that the pressure proportional valve (10) is connected to the hydraulic motor (3) einen der jeweiligen Teufe zugeordneten Senklot-Haltedruck vorgibt.(3) specifies a plumb bob holding pressure associated with the respective depth.
2. Senklot-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. Plumb bob device according to claim 1, characterized in / 25 daß das Senklot (6) in festzulegenden/ 25 that the plumb bob (6) in specified Zeitabständen, gesteuert von dßm Wegeventil (14) um einen festzulegenden Längenbetrag aus der Meßposltion angehoben und anschließend wieder inTime intervals, controlled by the directional control valve (14) raised from the measuring position by a specified length and then returned to die Meßposition abgesenkt wird. 30the measuring position is lowered. 30 3535 &mdash; 3 &mdash;—3—
DE9004520U 1990-04-21 1990-04-21 Plumb bob device for determining the filling height in a shaft furnace Expired - Lifetime DE9004520U1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4339595C1 (en) * 1993-11-18 1995-01-12 Robert Thalhammer Device for measuring the length of a link-chain

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4339595C1 (en) * 1993-11-18 1995-01-12 Robert Thalhammer Device for measuring the length of a link-chain

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