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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bandbegichtung eines mit
einem erhöhten
Gegendruck betriebenen Hochofens, mit einem Transportband zur kontinuierlichen
Zuführung
der aus Möller, Zuschlägen und
vorwiegend Koks als Reduktionsmittel bestehenden Einsatzstoffe zum
Glocken-Gicht-Verschluss des Hochofens und mit Aufgabevorrichtungen
oberhalb und innerhalb des Glocken-Gicht-Verschlusses zur Aufgabe und Materialverteilung
der Einsatzstoffe auf die übereinander
in einem Pufferbunker angeordneten Glocken unterschiedlicher Größe.
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Die
Hochofeneinsatzstoffe machen insgesamt das 2,0- bis 2,5-fache Gewicht
der Roheisenerzeugung aus. Kennzeichen der hier benötigten Entlade-,
Bunker-, Zubringer- und Begichtungsanlagen sind daher hohe Leistung
bei möglichst
weitgehender Mechanisierung. Unter Begichtungsanlagen werden dabei
Transportvorrichtungen verstanden, die die Einsatzstoffe zum oberen
Ende des Hochofens zum dort angeordneten Gichtverschluss transportieren.
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Bekannte
Transportvorrichtungen sind Kübelbegichtung
(Senkkübel
oder Kippkübel
(Skip)) mit Schrägaufzug
oder Bandbegichtung mit einem umlaufenden Transportband, das als
Schräg-
oder Senkrechtförderer
ausgebildet ist. Eine derartige Bandbegichtung wird beispielsweise
in der
DE 198 24 367
A1 beschrieben.
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Mit
den Transportvorrichtungen werden die Einsatzstoffe am oberen Ende
des Gichtverschlusses in einen oberen Trichter abgekippt, der unten durch
eine obere kleine Glocke abgeschlossen ist. Durch Absenkung der
kleinen Glocke fällt
das eingefüllte
Material in einen darunter angeordneten großen Trichter, der durch eine
untere große
Glocke abgeschlossen ist.
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Die
Begichtung beeinflusst die im Hochofen ablaufenden Vorgänge stark.
Entscheidend ist dabei in erster Linie, wie die aus Grobgut und
Feingut bestehenden Einsatzstoffe auf den Ofenquerschnitt verteilt
werden, denn das Feingut bietet aufsteigenden Gasen einen erheblich
größeren Widerstand. Beim
Gichten rutscht das Material über
schräge
Flächen
ab; es entsteht ein Schüttring
von kegeligem Querschnitt, wobei eine Entmischung stattfindet: Grobgut
befindet sich dann außen
und das Feingut innen.
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Bedingt
durch die gestiegenen Umweltschutzanforderungen und die Notwendigkeit,
den Ofen bei optimalen Betriebsbedingungen, wie einem erhöhten Gegendruck
zu betreiben, ist eine Modifizierung vieler existierender Gichtverschlüsse erforderlich.
In den meisten Fällen
wird dies durch den Einbau von Dichtklappen im Materialaufgabebereich und
Silikondichtringen an der kleinen Glocke, bzw. am Sitzring, sowie
die Ausrüstung
mit einem Druckausgleichsystem erreicht. Die sich dabei ergebende Problematik
ist die gleichmäßige Verteilung
der Einsatzstoffe auf der kleinen Glocke bzw. im Materialbunker.
Die hierzu bisher eingesetzten Schichtverteiler stellten bei drucklosen
Betrieb des Hochofens keine besonderen Anforderungen an die Gasabdichtung.
Hauptprobleme des Gegendruckbetriebes und somit Kostenfaktoren sind
die Abdichtungen der beweglichen Teile der Hochofengicht, insbesondere
bei einer kontinuierlichen Materialzuführung über einen längeren Zeitraum bei einer Bandbegichtung,
sowie der Verschleiß der
mit den Einsatzstoffen in Kontakt stehenden schrägen Flächen wie beispielsweise die Glockensitzflächen.
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Eine
ausführliche
Beschreibung von Gichtverschlüssen
für Hochleistungs-Hochöfen mit
Gegendruckbetrieb ist dem Firmenprospekt: „Unser Partner ist die Welt
-GHH-IHI-Gichtverschluss für Hochleistungs-Hochöfen mit
Gegendruckbetrieb”, Gutehoffnungshütte Sterkrade
Aktiengesellschaft, 4200 Oberhausen-Sterkrade, Postfach 103, zu entnehmen.
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Die
Japanische Offenlegungsschrift Nr.
02 011 711 beschreibt eine andersartige Vorrichtung zur Bandbegichtung
eines Hochofens, mit einem Transportband zur kontinuierlichen Zuführung der
Einsatzstoffe (Möller,
Zuschläge
und vorwiegend Koks als Reduktionsmittel) zu einem Glocken-Gicht-Verschluss
des Hochofens. In dieser Vorrichtung sind oberhalb und innerhalb
des Glocken-Gicht-Verschlusses Aufgabevorrichtungen vorgesehen zur Aufgabe
und Materialverteilung der Einsatzstoffe u. a. auf eine in einem
Pufferbunker angeordnete Glocke. Die innenliegende Aufgabevorrichtung
für die Glocke
des Glocken-Gicht-Verschlusses umfasst eine schräg angeordnete, schwenkbare
Schurre deren Schwenkachse koaxial zur vertikalen Achse des Pufferbunkers
und der Glocke ist. Die schräg
angeordnete Schurre bewirkt am Auslass der Schurre einen nach außen, zur
Bunkerwand hin gerichteten Materialstrom.
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Die
Deutsche Auslegeschrift Nr. 2 029
089 betrifft eine Vorrichtung zum Einfüllen und Verteilen der Chargen
für einen
Schachtofen mit einer abgedichteten Gichtschüssel. Den Bodenabschluss der Gichtschüssel bildet
eine große
Glocke, welche die Charge im Ofenschacht verteilt. Die Vorrichtung
hat einen über
der großen
Glocke angeordneten trichterförmigen
Drehverteiler, der am unteren Ende durch eine kleine Verteiler-Drehglocke
abschließbar
ist. Zwischen der großen
Glocke und der Verteiler-Drehglocke ist eine kleine dritte Glocke
angeordnet welcher die Dichtfunktion zukommt. Gemäss dieser
Auslegeschrift wird der Drehverteiler beim Befühlen des Drehverteilers gedreht
und zur Aufgabe der Charge auf die große Glocke gestoppt.
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Ausgehend
von diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung,
eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Probleme der Materialaufgabe
und Materialverteilung bei der Begichtung eines Hochofens zumindest
teilweise minimiert werden können.
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Die
gestellte Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
1 dadurch gelöst,
dass die innenliegende Aufgabevorrichtung für die kleine Glocke des Glocken-Gicht-Verschlusses
ein unterhalb einer ortsfesten Aufgabeschurre angeordneter trichterförmiger Drehverteiler
ist, mit koaxial zur vertikalen Achse des runden Pufferbunkers und
zur vertikalen Achse der kleinen Glocke angeordneter Rotationsachse
und mit einer zu seiner Rotationsachse und zum Flächenschwerpunkt
seines Einfüllquerschnitts
seitlich versetzten senkrechten Auslauföffnung.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
optimale Materialverteilung auf die kleine Glocke durch die erfindungsgemäße Ausbildung
der innenliegenden Aufgabevorrichtung in Form eines Drehverteilers
erlaubt es, auch bei Hochöfen
mit Bandbegichtung diesen Drehverteiler mit seinen Vorteilen hinsichtlich
der Gasabdichtung einzusetzen. Damit wird die Möglichkeit gegeben, den Gichtdruck anzuheben
und durch eine effizientere Gasausnutzung den Koksverbrauch zu senken
und die Produktionsleistung zu steigern.
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Diese
optimale Materialverteilung wird dabei durch die zur Rotationsachse
seitlich versetzte Auslauföffnung
des Drehverteilers erreicht, wodurch die Einsatzstoffe bei der Rotation
des Drehverteilers gleichmäßig über den
gesamten Querschnitt des Pufferbunkers und damit auch über die
kleine Glocke verteilt werden. Die Auslauföffnung ist dabei soweit seitlich
zu ihrer Rotationsachse versetzt, dass sie sich etwa auf dem Sitzdurchmesser
der kleinen Glocke befindet.
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Weiterhin
wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung
des Drehverteilers mit einem die Auslauföffnung nach unten verlängernden
senkrechten Auslaufrohr und mit dem Merkmal, dass das Auslaufrohr mit
einer Teillänge
in den trichterförmigen
Drehverteiler hineinragt, erreicht, dass sich an diesem inneren Rohrstück die Einsatzstoffe
aufstauen und sich auf den schrägen
Wänden
des Drehverteilers eine Schüttgutböschung aufbaut.
Diese Schüttgutböschung stellt
nicht nur einen einfachen und wirksamen Verschleißschutz
der Seitenwände
des Drehverteilers dar, sondern begünstigt auch auf Grund der durch
sie herbeigeführten
Reibungsverhältnisse
einen weitgehend homogenen Austrag der Einsatzstoffe bei ihrem Austrag über die
schrägen
Seitenwände des
Drehverteilers nach unten in den Pufferbunker.
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Damit
sich die Schüttgutböschung auch
auf den unterschiedlich schrägen
Seitenwänden
mit gleichmäßiger Schichthöhe aufbauen
kann, ist der in den Drehverteiler hineinragende Auslaufrohrteil
auf der der flacheren Seitenwand des Drehverteilers gegenüberliegenden
Seite noch mit einem halbschaligen Rohrteil verlängert. Durch diese Maßnahme wird die
Stauwirkung an den steileren Seitenwänden vergrößert und damit die Schichthöhe der Schüttgutböschung über den
gesamten Umfang des Drehverteilers vergleichmäßigt.
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Der
Drehverteiler ist geometrisch so gestaltet, das er sich bei jeder
beliebigen Drehstellung mit seinem Einfüllquerschnitt stets unterhalb
der Auslauföffnung
der oberhalb des Drehverteilers angeordneten ortsfesten Aufgabeschurre
oder eines dieser nachgeordneten Aufgabetrichters befindet. Daraus folgt,
das bei einem runden Einfüllquerschnitt
der Öffnungsradius
des Einfüllquerschnitts
und entsprechend bei einem eckigen Einfüllquerschnitt der Abstand seiner
Außenkante
von seiner Rotationsachse mindestens dem Abstand zwischen dieser
Einfüll-Auslauföffnung und
der vertikalen Achse des runden Pufferbunkers entspricht.
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Der
unterhalb des ortsfesten Aufgabebunkers angeordnete Drehverteiler
ist über
innen an der Bunkerwand umlaufende Führungsrollen und über eine
Führung
am Zentralrohr des Gichtverschlusses horizontal abgestützt, während die
vertikale Abstützung über den
Bunkerdeckel realisiert ist.
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Der
Antrieb des Drehverteilers erfolgt mittels geeigneter Antriebsvorrichtungen,
die am Umfang und/oder an der Achse des Drehverteiler mit diesem in
Wirkverbindung stehen. Beim Antrieb des Drehverteilers ist seine
Drehrichtung, soweit nicht besondere Gründe dagegen sprechen, derart
festgelegt, dass sie auf der nördlichen
Erdhalbkugel in Auslaufrichtung „rechts” und auf der südlichen
Erdhalbkugel in Auslaufrichtung „links” ist. Eine derart festgelegte Drehrichtung
hat sich als besonders vorteilhaft für die Vergleichmäßigung der
erzeugten Materialverteilung bei entsprechend durchgeführten Versuchen
ergeben.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden nachfolgend
an in schematischen Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Glocken-Gicht-Verschluss eines Hochofens mit Bandbegichtung nach
dem Stand der Technik in verschiedenen Arbeitsphasen in Vertikalschnitten,
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1a einen
Glocken-Gicht-Verschluss eines Hochofens mit Bandbegichtung mit
einem erfindungsgmäßen Drehverteiler
in verschiedenen Arbeitsphasen in Vertikalschnitten,
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2 einen
runden Drehverteiler mit Pufferbunker und Aufgabeschurre in perspektivischer schematisierter
Darstellung,
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3 einen
runden Drehverteiler der 1,
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4 einen
eckigen Drehverteiler.
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Zum
besseren Verständnis
des Erfindungsgegenstandes ist in 1 in fünf einzelnen
Arbeitsphasen ein Glocken-Gicht-Verschluss 1 eines Hochofens 4 mit
Bandbegichtung nach dem Stand der Technik dargestellt. Der oben
auf dem Hochofen 4 angeordnete Glocken-Gicht-Verschluss 1 besteht
mit seinen wichtigsten Konstruktionsteilen aus mehreren übereinander
angeordneten Materialbunkern mit dazwischen befindlichen Absperrorganen.
Es sind dies von oben nach unten zwei Tellerventile 8, 8', die kleine
Glocke 2 und die große
Glocke 3.
- • In Phase 1/1 sind alle Absperrorgane
geschlossen; das Transportband 5 zur Füllung des ortsfesten Aufgabebunkers 7 steht,
da bereits eine Charge Einsatzstoffe 30 eingefüllt ist;
auf der großen Glocke 3 befindet
sich eine weitere Charge Einsatzstoffe 30.
- • In
Phase 1/2 sind nur die beiden Tellerventile 8, 8' geöffnet; die
Charge Einsatzstoffe 30 aus dem Aufgabebunker 7 fällt durch
den Aufgabetrichter 9 in den Pufferbunker 6 auf
die kleine Glocke 2; das Transportband 5 steht.
- • In
Phase 1/3 ist nur die große
Glocke 3 geöffnet; die
Charge Einsatzstoffe 30 fällt in den Hochofen 4;
die Charge Einsatzstoffe 30 aus dem Aufgabebunker 7befindet
sich komplett im Pufferbunker 6 auf der kleinen Glocke 2;
das Transportband 5 steht.
- • In
Phase 1/4 ist nur die kleine Glocke 2 geöffnet; die
Charge Einsatzstoffe 30 fällt aus dem Pufferbunker 6 der
kleinen Glocke 2 auf die große Glocke 3; das Transportband 5 läuft und
füllt den
Aufgabebunker 7.
- • In
Phase 1/5 sind wieder alle Absperrorgane geschlossen; die Charge
Einsatzstoffe 30 des Pufferbunkers 6 der kleinen
Glocke 2 befindet sich komplett auf der großen Glocke 3;
das Transportband 5 läuft
und füllt
weiter den Aufgabebunker 7.
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In 1a ist
die Funktion des erfindungsgemäßen Drehverteilers
in ähnlicher
Weise wie in 1 dargestellt.
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Der
Glocken-Gicht-Verschluss 1 des Hochofens 4 besteht
bei diesem Anwendungsbeispiel von oben nach unten aus einer Aufgabeschurre 25 mit
einem Absperrorgan 25',
einem innerhalb des Pufferbunkers 6 unterhalb des Absperrorgans 25' und oberhalb
der Glocke 2 angeordneten Drehverteiler 10 mit
Aufgaberohr 11 und schließlich darunter die den Hochofen 4 hier
oben abschließende
große
Glocke 3.
- • In Phase 1/1 befinden sich
keine Materialien innerhalb des Glocken-Gicht-Verschlusses 1; beide Glocken 2 und 3 befinden
sich in der Schließstellung;
das Absperrorgan 25' der
Aufgabeschurre 25 ist geschlossen.
- • In
Phase 1/2 werden Einsatzstoffe 30 über das Transportband 5 von
oben in die Aufgabeschurre 25 eingefüllt und gelangen von dort über den Drehverteiler 10 auf
die kleine Glocke 2 im Pufferbunker 6.
- • In
Phase 1/3 werden keine Einsatzstoffe 30 in den Glocken-Gicht-Verschluss 1 eingefüllt; das Absperrorgan 25' der Aufgabeschurre 25 ist
nun wieder geschlossen; die kleine Glocke 2 ist geöffnet und
die Einsatzstoffe 30 fallen auf die große Glocke 3.
- • In
Phase 1/4 ist die große
Glocke 3 geöffnet
und die Einsatzstoffe 30 fallen in den Hochofen 4;
die kleine Glocke 2 ist nun geschlossen und der Pufferbunker 6 wird
mit einer weiteren Charge wie bei Phase 1/2 über den Drehverteiler 10 aufgefüllt.
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In 2 sind
diese hier beteiligten Konstruktionsteile nochmals schematisch herausgestellt.
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Innerhalb
des runden Pufferbunkers 6 mit unten angeordneter kleiner
Glocke 2 befindet sich oben mit Abstand zur kleinen Glocke 2 ein
runder erfindungsgemäßer Drehverteiler 10,
dessen Rotationsachse 15 koaxial mit der Bunkerachse 16 des runden
Pufferbunkers 6 zusammenfällt. Seitlich versetzt zu seiner
Rotationsachse 15 und zum Flächenschwerpunkt 14 des
Einfüllquerschnitts 13 (siehe hierzu 3)
befindet sich im Drehverteiler 10 eine senkrechte Auslauföffnung 11', die nach unten
und nach innen durch ein Auslaufrohr 11 verlängert ist. Dieses
seitliche Versetzen der Auslauföffnung 11' bewirkt, dass
die Einsatzstoffe 30 in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit
des Drehverteilers 10 und der Auslaufgeschwindigkeit der
Einsatzstoffe 30 in gewünschter
Weise homogen und gleichmäßig auf der
kleinen Glocke 2 und innerhalb des Pufferbunkers 6 bis
zu dessen Seitenwänden 18 verteilt
werden. Die Auslaufgeschwindigkeit wird dabei bestimmt durch die
Reibungsverhältnisse
auf den schrägen Seitenwänden des
Drehverteilers 10 und deren Neigung.
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Die
horizontale Abstützung
des Drehverteilers 10 am Zentralrohr des Glocken-Gicht-Verschlusses 1 ist
schematisch durch eine Führung 17 eingezeichnet.
Die übrigen
horizontalen und vertikalen Abstützungen
sowie die Antriebsvorrichtung des Drehverteilers 10 sind
nicht dargestellt.
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Oberhalb
des Drehverteilers 10 befindet sich eine Aufgabeschurre 25 mit
einer Auslauföffnung 26, die
durch ein Absperrorgan verschlossen werden kann (das Absperrorgan
ist nicht dargestellt). Die Rotationsachse 15 und der Einfüllquerschnitt 13 des Drehverteilers 10 sind
so angeordnet bzw. ausgebildet, dass bei jeder Drehstellung des
Drehverteilers 10 sich ein Teil des Einfüllquerschnitts 13 unterhalb der
Auslauföffnung 26 befindet,
so dass kein Material am Drehverteiler 10 vorbei in den
Pufferbunker 6 fällt.
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In
den 3 und 4 sind mögliche Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Drehverteilers
in Einzeldarstellung schematisch wiedergegeben. Der in 3 dargestellte
Drehverteiler 10 der 2 besitzt
einen runden Einfüllquerschnitt 13 und eine
untere runde Auslauföffnung 11'. Die Auslauföffnung 11' ist nach unten
und nach innen durch ein Auslaufrohr 11 verlängert. Die
Verlängerung
des Auslaufrohrs 11 nach innen bewirkt, dass sich die Einsatzstoffe 30 in
dem aus den schrägen
Seitenwänden 19, 19' und dem nach
innen ragenden Auslaufrohrteil gebildeten Zwickel die Einsatzstoffe 30 (die
Einsatzstoffe sind nicht dargestellt) aufstauen und auf den schrägen Seitenwänden 19 eine
Schüttgutböschung ausbilden.
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Durch
die seitliche Versetzung der Auslauföffnung 11' gegenüber dem
Flächenschwerpunkt 14 (Kreismittelpunkt)
des Einfüllquerschnitts 13 ist
der Drehverteiler 10 mit ungleich schrägen Seitenwänden 19, 19' ausgebildet,
so dass auf den steileren Seitenwänden 19' sich weniger Material ablagern wird
als auf den flacheren Seitenwänden 19.
Um eine derartige Ungleichmäßigkeit
in der Ausbildung der Schüttgutböschung zu
verhindern, ist an der der flacheren Seitenwand 19 des Drehverteilers 10 gegenüberliegenden
Seite 19' das
Auslaufrohrs 11 mit einem halbschaligen Rohrteil 12 nach
innen verlängert, so
dass hier mehr Material zurückgehalten
und die Schüttgutböschung insgesamt
vergleichmäßigt wird.
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In 4 ist
als weitere mögliche
Ausbildungsvariante ein eckiger Drehverteiler 20 dargestellt.
Auch hier ist die Auslauföffnung 11' seitlich gegenüber dem
Flächenschwerpunkt 24 des
Einfüllquerschnitts 23 versetzt
angeordnet, so dass sich gleichfalls unterschiedlich schräge Seitenwände 29, 29' ergeben. Aus
den gleichen Gründen
wie beim vorstehend beschriebenen runden Drehverteiler 10 ist
deshalb auch beim eckigen Drehverteiler 20 das Auslaufrohr 11 nach
innen mit einem halbschaligen Rohrteil 12 an der steilen
Seitenwand 29' verlängert.
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Die
Rotationsachse dieses eckigen Drehverteilers 10 (die Rotationsachse
ist nicht eingezeichnet) verläuft
so, dass die Seitenkanten 22 der unterschiedlich schrägen Seitenwände 29, 29' sich stets noch
unterhalb der Auslauföffnung
eines oberhalb des Drehverteilers 10 angeordneten Bunkers
oder Trichters befinden, so dass kein Material am Drehverteiler 10 vorbei
auf die kleine Glocke 2 fallen kann. Die Drehachse muss
dabei nicht zwingend durch den Flächenschwerpunkt 24 des
Einfüllquerschnitts 23 geführt sein.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern
hinsichtlich der Geometrie und Ausbildung des Drehverteilers und
seiner Anordnung oberhalb der kleinen Glocke variabel an vorherrschende
Gegebenheiten anpassbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Glocken-Gicht-Verschluss
- 2
- kleine
Glocke
- 3
- große Glocke
- 4
- Hochofen
- 5
- Transportband
- 6
- Pufferbunker
- 7
- ortsfester
Aufgabebunker
- 8,
8'
- Tellerventile
- 9
- Aufgabetrichter
- 10
- runder
Drehteller
- 11
- Auslaufrohr
- 11'
- Auslauföffnung von 11
- 12
- halbschaliges
Rohrteil
- 13
- Einfüllquerschnitt
von 10
- 14
- Flächenschwerpunkt
von 13
- 15
- Rotationsachse
- 16
- Bunkerachse
- 17
- Führung zur
horizontalen Abstützung
- 18
- Bunkerwand
- 19,
19'
- schräge Wände
- 20
- eckiger
Drehverteiler
- 22
- Seitenkanten
- 23
- Einfüllquerschnitt
von 20
- 24
- Flächenschwerpunkt
von 23
- 25
- Aufgabeschurre
- 25'
- Absperrorgan
von 25
- 26
- Auslauföffnung von 25
- 29,
29'
- schräge Seitenwand
- 30
- Einsatzstoffe
