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Dokumentenidentifikation DE3928466C2 20.08.1998
Titel Beschickungsanlage für einen Schachtofen
Anmelder Paul Wurth S.A., Luxemburg/Luxembourg, LU
Erfinder Lonardi, Emile, Bascharage, LU;
Cimenti, Giovanni, Fentange, LU;
Mailliet, Pierre, Howald, LU
Vertreter Bernhardt, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 66123 Saarbrücken
DE-Anmeldedatum 29.08.1989
DE-Aktenzeichen 3928466
Offenlegungstag 29.03.1990
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.08.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.08.1998
IPC-Hauptklasse C21B 7/20
IPC-Nebenklasse F27B 1/20   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beschickungsanlage für einen Schachtofen, aus einer dreh- und schwenkbaren Verteilerschurre, die an dem Kopf des Ofens aufgehängt ist, Antriebsmitteln für die Schurre, mit einem ersten und einem zweiten Laufkranz, um die Schurre um die vertikale Achse des Ofens zu drehen bzw. ihre Neigung bezüglich dieser Achse durch Schwenkung um ihre horizontale Aufhängeachse zu verändern, und mit Mitteln, um die zwei Laufkränze unabhängig voneinander zu betätigen, einer zentralen Beschickungsschleuse, die mit oberen und unteren Verschlußklappen und einer Dosier- Absperrklappe ausgerüstet ist, um das Auslaufen des Materials von der Schleuse auf die Verteilerschurre zu steuern, sowie aus Mitteln zum Füllen der Schleuse.

In der Patentschrift DE 23 24 970 C2 wird eine ähnliche Anlage beschrieben, jedoch mit zwei nebeneinander angeordneten Schleusen, die abwechselnd in Betrieb sind. Diese bekannte Beschickungsanlage wird von einem relativ umfangreichen Gerüst getragen, das wiederum von einem um den Ofen herum angebrachten quadratischen Turm getragen wird. Die Verteilerschurre ist an den diametral gegenüberliegenden Achsen von zwei Antriebsgehäusen aufgehängt, die sich mittels des ersten Laufkranzes um die vertikale Achse drehen. Jedes dieser Gehäuse ist über ein Getriebe mit dem zweiten Laufkranz verbunden, um die Neigung der Schurre bezüglich der Achse des Ofens zu verändern. Die Ersetzung der Verteilerschurre, deren innere Beschichtung regelmäßig erneuert werden muß, kann mit Hilfe einer Handhabungsvorrichtung von der in dem Patent LU 85 879 beschriebenen Art ausgeführt werden. Gemäß diesem Patent wird die Schurre über eine in dem oberen, konischen Teil der Ofenwand angebrachte Öffnung seitlich herausgezogen.

Diese Beschickungsanlage, sowie der Schurren- Antriebsmechanismus haben sich bei neuen Hochöfen oder bei umfangreichen Hochofen-Reparaturen als besonders wirksam und vorteilhaft erwiesen, und seit der Entwicklung dieser Beschickungsanlage sind zahlreiche Hochöfen damit ausgerüstet worden.

Diese bei Hochöfen von großen Abmessungen sehr leistungsfähige Anlage konnte bisher jedoch nicht mit dem gleichen Erfolg an Hochöfen von geringeren Abmessungen, insbesondere Hochöfen ohne quadratischen Turm, angepaßt werden. Bei dieser Art von Ofen werden die Beschickungsanlage, sowie die sie umgebende Arbeitsplattform unmittelbar von der Ofenwand getragen. Ohne vorherige Verstärkungen, die umfangreiche und teure Umbauten erfordern, ist es also nicht möglich, die Verteilerschurre auf die in dem vorgenannten Dokument vorgeschlagene Weise auszubauen, denn es kann keine Öffnung in der Ofenwand und in der Arbeitsplattform angebracht werden, ohne deren Stabilität und Festigkeit zu vermindern.

Um zum Ausbau der Schurre nicht die Wand des Ofens durchbrechen zu müssen, wird in der luxemburgischen Patentanmeldung Nr. 87 291 vorgeschlagen, die Schurre nach oben durch das Gehäuse des Antriebsmechanismus hindurch herauszuziehen. Auch bei dieser Lösung bleibt jedoch das Problem bestehen, daß die Anlage von der Wand des Ofens getragen wird. Es ist in der Tat gut bekannt, daß die Wand des Ofens thermischen Ausdehnungsbewegungen unterworfen ist, die sich auf das Gehäuse des Antriebsmechanismus der Schurre auswirken, das dabei verformt werden kann. Bei dem bekannten Antriebsmechanismus des Patents DE 23 24 970 C2, der aus einem komplexen Getriebe besteht, insbesondere im Bereich der zwei Drehgehäuse, die die Schwenkung der Schurre hervorrufen, sind jedoch Verformungen dieser Stärke nicht zulässig.

Wenn es sich darum handelt, eine herkömmliche Glocken-Beschickungsvorrichtung eines vorhandenen Ofens durch eine moderne Beschickungsausrüstung mit drehbarer Verteilerschurre zu ersetzen, ergibt sich außerdem ein Problem hinsichtlich des verfügbaren Platzes. Die neue Ausrüstung muß in der Tat zwischen dem Auflagering der unteren Glocke und der Zubringeranlage für das Beschickungsmaterial, die im allgemeinen aus einem Kübelförderer besteht, angeordnet werden. Dieser verfügbare Platz ist jedoch oft sehr begrenzt, so daß es schwierig ist, dort eine Beschickungsanlage von der oben beschriebenen Art unterzubringen.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine neue Beschickungsanlage für einen Schachtofen anzugeben, die sich ebenfalls für kleine und mittlere Hochöfen eignet, insbesondere, wenn eine herkömmliche Glocken- Beschickungsanlage ersetzt werden soll.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Anlage von der in dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 beschriebenen Art vorgeschlagen, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verteilerschurre zwischen und an zwei horizontalen Traversen, die auf beiden Seiten der Schurre innerhalb des ersten Laufkranzes parallel angeordnet sind und unmittelbar an diesem Laufkranz befestigt sind, schwenkbar aufgehängt ist, und daß die Verteilerschurre über ein Gelenkgestänge mit dem zweiten Laufkranz verbunden ist.

Da die zwei Laufkränze koaxial übereinander angebracht sind, und die Schurre zwischen diesen zwei Laufkränzen aufgehängt ist, ist die Gesamthöhe des Antriebsmechanismus praktisch auf die Summe der Dicken dieser zwei Laufkränze reduziert. Diese Verminderung der Gesamthöhe des Antriebsmechanismus reduziert folglich in entsprechender Weise die Gesamthöhe der Beschickungsanlage und erleichtert ihre Unterbringung in dem zwischen dem Ofenkopf und den Beschickungsmaterial-Förderern verfügbaren Zwischenraum.

Die geringe Höhe des Antriebsmechanismus für die Schurre erleichtert außerdem die Herausnahme der Schurre nach oben durch den Klappenkäfig hindurch.

Die Neigungseinstellung der Verteilerschurre erfolgt über das Gestänge durch eine Relativbewegung zwischen den zwei Laufkränzen. Ein solches Gestänge erträgt die Verformungen des Antriebsmechanismus-Gehäuses besser als die bekannten Getriebeübertragungen.

Die Schurre ist in abnehmbarer Weise an zwei seitlichen Flanschen befestigt, von denen jeder einen Drehzapfen aufweist, der in einem Lager der Traversen gelagert ist.

Die Aufhängung und die Ausrichtung der Schurre können über zwei Zapfenpaare erfolgen, die auf der äußeren Wand der Schurre angebracht sind und in zwei zugehörigen Nuten gleiten, die in den inneren Flächen von jedem der Flansche vorgesehen sind, und in denen die Schurre durch ihr Gewicht zurückgehalten wird.

Die Nuten und die Zapfen können mit einem Profil versehen sein und mit einer Verriegelungsvorrichtung kombiniert sein, damit sich die Schurre nicht versehentlich aushängt.

Das Gestänge, das die Schurre mit dem zweiten Zahnkranz verbindet, besteht aus einem ersten Arm, der mit einem der Flansche fest verbunden ist, einem zweiten Arm, der mit dem zweiten Laufkranz fest verbunden ist, und aus einer Pleuelstange, die an den freien Enden von jedem der Arme gelenkig gelagert ist.

Dieser neue Antriebsmechanismus für die Schurre eignet sich besonders gut für eine wirksame Kühlung der empfindlichsten Teile. Die Vorrichtung kann insbesondere ausgerüstet sein mit einem ringförmigen Wärmeschutzschild, der unterhalb der Antriebsmittel befestigt ist und an einen Kühlfluid-Kreislauf angeschlossen ist, sowie mit zylindrischen Wärmeschutzsegmenten, die innerhalb des ersten Laufkranzes befestigt sind und sich, zumindest Über den größeren Teil des Umfangs, über die Höhe der zwei Laufkränze erstrecken.

Jeder der Laufkränze kann außerdem mit einem zylindrischen Wärmeschutzschirm kombiniert werden, der an einen Kühlfluid-Kreislauf angeschlossen ist.

Die zwei Aufhängetraversen für die Schurre können ebenfalls gekühlt werden. Dazu kann jede von ihnen als hohler Kasten konzipiert werden, der in einen Verdampfungs-Kühlkreislauf einbezogen ist, und der zwei Segmente aus kreisförmigen Kanälen aufweist, die auf dem ersten Laufkranz befestigt sind, und die durch eine Kühleinrichtung gekühlt werden. Diese Kühleinrichtung kann gebildet werden von einem Kranz aus äußeren radialen Rippen, die auf dem Kanal angebracht sind, und von einem zweiten Kranz aus inneren radialen Rippen, die um den ersten Kranz auf der inneren Wand des Gehäuses befestigt sind, in dem die Laufkränze untergebracht sind.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die untere Verschlußklappe der Schleuse in einem Klappenkäfig angebracht, der mit der Schleuse und dem Gehäuse, das die Antriebsmittel für die Schurre enthält, eine Einheit bildet, wobei diese Einheit von einer ringförmigen Auflage getragen wird, die den oberen Teil des Ofens abschließt.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird die Schleuse über Federwaagen und ein Zwischengerüst von dem Kopf des Ofens getragen, während sie über Kompensatoren mit einem darunter angeordneten Klappenkäfig verbunden ist, der mit dem Gehäuse, das die Antriebsmittel enthält, eine Einheit bildet.

Weitere Besonderheiten werden sich aus einigen Ausführungsformen ergeben, die nachstehend zur Veranschaulichung wiedergegeben sind, wobei auf die im Anhang beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgendes darstellen:

Die Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, in Form eines vertikalen Schnitts, einer ersten Ausführungsform einer Beschickungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 2 ist eine zu der Fig. 1 analoge Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Beschickungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 2a ist eine vergrößerte Ansicht eines Schnitts durch die untere Verschlußklappe der Schleuse.

Die Fig. 3 gibt, in einem vertikalen Schnitt, die Einzelheiten des Antriebsmechanismus für die Schurre wieder.

Die Fig. 4 ist eine zu der Fig. 3 analoge Ansicht gemäß einer dazu senkrechten Schnittebene.

Die Fig. 5 ist eine Draufsicht der Darstellung der Fig. 4.

Die Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 3, mit den Einzelheiten der Aufhängung und der Befestigung der Schurre.

Die Fig. 7 zeigt die gleichen Einzelheiten wie die Fig. 6, jedoch mit Hilfe einer vergrößerten Ansicht eines Teils der Fig. 4.

Die Fig. 8 zeigt in einem vertikalen Schnitt die Einzelheiten der Kühlung der Laufkränze.

Die Fig. 9 ist ein horizontaler Schnitt gemäß der Schnittebene IX-IX der Fig. 8.

Die Fig. 10 und 11 geben, in schematischer Weise, eine Ausführungsform eines Kühlsystems für die Aufhängetraversen der Schurre wieder, und zwar als vertikale Schnitte gemäß den Schnittebenen X-X bzw. XI-XI der Fig. 12.

Die Fig. 12 gibt, in schematischer Weise, das Kühlsystem für die Aufhängetraversen als horizontaler Schnitt wieder.

Die Fig. 1 gibt den Kopf eines Hochofens 10 wieder, bei dem eine herkömmliche Glocken-Beschickungsanlage durch eine erste Ausführungsform einer Beschickungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung ersetzt wurde. Die Kennziffer 12 bezeichnet einen Auflagering mit der Form eines hohlen Tellers, der dazu dient, den ringförmigen Rand, der vorher als Auflage für die untere Glocke diente, und der jetzt als Auflage für die gesamte Beschickungsanlage dient, an die neue Anlage anzupassen.

Die Beschickungsanlage besteht, von unten nach oben, aus einem Gehäuse 14, das in der Vertiefung der Auflage 12 befestigt ist und den Antriebsmechanismus für eine drehbare Verteilerschurre 16 mit variablem Neigungswinkel enthält, einem Klappenkäfig 18, einer zentralen Beschickungsschleuse 20, und einer Zubringeranlage für das Beschickungsmaterial, die im vorliegenden Falle von zwei Kübelförderern 22 und 24 gebildet wird. Diese zwei Kübelförderer 22 und 24 gehörten zu der früheren Beschickungsanlage, so daß die erfindungsgemäße neue Beschickungsanlage so konzipiert werden muß, daß sie zwischen diesen Kübelförderern 22, 24 und dem Auflagering 12 angeordnet werden kann.

Die Beschickungsschleuse 20, die abwechselnd mit der Atmosphäre und dem Inneren des Ofens in Verbindung steht, ist mit einer oder, bei dem dargestellten Beispiel, zwei oberen Verschlußklappen 26 und 28, und einer in dem Klappenkäfig 18 angeordneten unteren Verschlußklappe 30 ausgerüstet. Das Auslaufen des Beschickungsmaterials aus der Schleuse 20 wird durch eine an sich bekannte Dosierklappe 32 mit symmetrischer Wirkung bezüglich der vertikalen Achse 0 gesteuert. Diese Klappe 32 ist auf dem unteren Teil der Wand der Schleuse 20 angebracht.

Eine der Besonderheiten der Beschickungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß die Schurre 16 schräg nach oben herausgezogen werden kann, was durch die gestrichelt wiedergegebene Schurre veranschaulicht ist. Dazu müssen sowohl der Antriebsmechanismus der Schurre, als auch der Klappenkäfig 18 so konzipiert werden, daß die Schurre 16 hindurchgeschoben werden kann.

Um dies zu erreichen, muß das Gehäuse 14 des Antriebsmechanismus sehr niedrig sein, und der Klappenkäfig 18 relativ hoch sein. Der Klappenkäfig 18 weist außerdem einen abnehmbaren Deckel 34 auf, um das Herausnehmen der Schurre 16 und eventuell eine Sichtkontrolle des Antriebsmechanismus der Schurre zu ermöglichen.

Die Ausführungsform der Fig. 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuse 20, der Klappenkäfig 18 und das Gehäuse 14 eine Konstruktionseinheit bilden, die vollständig von dem Teller 12 getragen wird.

Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 1 nur durch die Aufhängung. Bei der Ausführungsform der Fig. 2 wird die Schleuse 20 in der Tat von einem kreisförmigen oder quadratischen Träger 36 getragen, der wiederum von mehreren Pfeilern 38 getragen wird, die auf dem äußeren Rand des Tellers 12 ruhen. Die Schleuse 20 kann auf dem Träger 36 direkt aufliegen, oder vorzugsweise über Federwaagen 42, über die der Inhalt der Schleuse 20 überwacht werden kann, von dem Träger 36 indirekt getragen werden. Um diese Schleuse 20 wiegen zu können, ist sie unabhängig von dem Klappenkäfig 18, mit dem sie nur über einen Kompensator 40 verbunden ist, der die vertikale Bewegungsfreiheit der Schleuse und zugleich die Dichtheit gegenüber der äußeren Atmosphäre sicherstellt.

Der Klappenkäfig 18 bleibt dagegen, wie in dem Falle der Fig. 1, mit dem Gehäuse 14 verbunden, mit dem er eine Einheit bildet, die von der Auflage 12 getragen wird.

Die Fig. 2a zeigt eine vorteilhafte Ausführung des Sitzes der unteren Verschlußklappe 30, die zum Ziel hat, den Ausbau dieser Klappe zu erleichtern. Der bei der Kennziffer 31 wiedergegebene ringförmige Sitz, der zwecks Umwälzung einer Kühlflüssigkeit hohl sein kann, ist zwischen einer abgeschrägten Öffnung in der oberen Wand des Käfigs 18 und einem mit einem oberen und einem unteren O-Ring versehenen Dichtring 33 festgeklemmt. Die Kennziffer 35 bezeichnet einen Flansch, an den der Kompensator 40 angeschweißt ist. Der Flansch 35, der Ring 33, und der Sitz 31 können durch einen Satz Schrauben festgezogen werden, die durch die Kennziffer 37 symbolisiert sind, und die nur gelöst und herausgenommen werden müssen, um den Ring 33 und den Sitz 31 freizugeben und seitlich herauszunehmen. Es ist vorteilhaft, den Kompensator 40 so auszulegen, daß er gespannt ist, wenn die Schrauben 37 festgezogen sind. Wenn die Schrauben 37 gelöst werden, wird dann der Kompensator 40 freigegeben, und bei seiner Entspannung wird der Flansch 35 angehoben, wodurch der Ring 33 und der Sitz 31 freigegeben werden.

Es ist anzumerken, daß bei der Ausführungsform der Fig. 1 die Schleuse 20 nicht gewogen werden kann, aber ihr Inhalt durch andere Mittel, wie Niveausonden, Kontrolle der Auslaufzeit, usw., kontrolliert werden kann.

Im folgenden wird der Antriebsmechanismus für die Schurre 16 ausführlicher beschrieben, wobei auf die Fig. 3 bis 5 Bezug genommen wird. Das wesentliche Merkmal dieses Antriebsmechanismus ist, daß er besonders gut geeignet ist für eine niedrige Bauweise, eine wirksame Kühlung seiner Komponenten, eine leichte Herausnahme der Schurre 16 nach oben durch den Klappenkäfig 18 hindurch, sowie die Verwendung von nur wenigen Getrieben, und daher die geringen Verformungen aushalten kann, die durch die Auflage der Beschickungsanlage und die Bewegungen des Ofens 10 verursacht werden.

Der Antriebsmechanismus besteht im wesentlichen aus einer ersten und einer zweiten Laufkranzeinheit, die gebildet werden von zwei Laufringen 46 bzw. 48, die mit der Wand des Gehäuses 14 fest verbunden sind, und von zwei gezahnten Laufkränzen 50, 52, die mittels bekannter Laufmittel, wie Kugeln oder Rollen, die Laufringe 46 bzw. 48 umlaufen. Die zwei gezahnten Laufkränze 50, 52 werden unabhängig voneinander durch - nicht dargestellte - Ritzel betätigt, die zu einem Antriebssystem gehören, über das entweder die zwei Laufkränze 50, 52 synchron gedreht werden können, oder der Laufkranz 50 bezüglich des Laufkranzes 52 verzögert oder beschleunigt werden kann. Ein solches Antriebssystem kann beispielsweise von einem Planetengetriebe gebildet werden, wie dies in einem der Patente DE 23 24 970 C2 oder DE 29 29 204 C2 beschrieben ist.

Die zwei Laufkränze 50, 52 haben, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, einen U-förmigen Querschnitt und sind symmetrisch zu einer horizontalen Mittelebene übereinander angeordnet. Diese Laufkränze 50, 52 sind über die Hohlkehle ihres Querschnitts an den festen Laufringen 46, 48 aufgehängt bzw. werden über die Hohlkehle ihres Querschnitts von den festen Laufringen 46, 48 getragen, wobei die inneren Schenkel 50a, 52a ihres Querschnitts übereinander ausgerichtete, koaxiale zylindrische Ringe bilden.

Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, sind zwei parallele, horizontale Traversen 54, 56 innerhalb des unteren Laufkranzes 52 in einem genügenden Abstand von der Mittelachse 0 angeschweißt, um die Aufhängung der Schurre 16 zu ermöglichen. Die Aufhängung dieser Schurre 16 ist über zwei seitliche Flansche 58, 60 verwirklicht, von denen jeder mit einem äußeren Drehzapfen 62, 64 versehen ist, die in einem in jeder der Traversen 54, 56 vorgesehenen Lager schwenkbar aufgehängt sind. Die Neigung der Schurre 16 bezüglich der Achse 0 (siehe die Fig. 4) kann also durch Schwenken der Drehzapfen 62, 64 um ihre horizontale Aufhängeachse in den Traversen 54, 56 verändert werden.

Die Einstellung der Neigung der Schurre 16 bezüglich der vertikalen Achse 0 erfolgt über den Laufkranz 50. Dazu ist einer der Aufhängeflansche der Schurre, im vorliegenden Fall der Flansch 60, durch einen Steuerarm 66 nach oben verlängert. Ein weiterer Arm 68 ist mit dem Laufkranz 50 fest verbunden, und die freien Enden von jedem dieser Arme 66, 68 sind über eine Pleuelstange 70 miteinander verbunden, deren entgegengesetzte Enden auf den Enden von jedem der Arme 66, 68 über ein Universalgelenk, wie beispielsweise ein Kugelgelenk, gelagert sind.

Wenn die zwei Laufkränze 50, 52 synchron, das heißt, mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit umlaufen, dreht sich die Verteilerschurre 16 mit konstanter Neigung um die Achse 0, wobei das Beschickungsmaterial ringförmig aufgebracht wird. Wenn dagegen der Laufkranz 50 über den Planetenantriebsmechanismus durch Beschleunigung gegenüber dem Laufkranz 52, oder durch Umkehrung der Drehrichtung eine Relativbewegung ausführt, wirkt er über die Pleuelstange 70 auf den Arm 66 und den Aufhängeflansch 60 der Schurre 16, wodurch der Neigungswinkel der Schurre 16 bezüglich der vertikalen Achse 0 verändert wird. In der Fig. 5 sind zwei verschiedene relative Positionen des Arms 68 wiedergegeben, wobei die eine durch eine ausgezogene Linie, und die andere durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist. Dabei ist festzustellen, daß die relative Drehung des Laufkranzes 50 gegenüber dem Laufkranz 52, die erforderlich ist, um die Schurre 16 zwischen ihrer maximalen Neigung und ihrer minimalen Neigung zu kippen, sehr gering ist. Diese Relativbewegung entspricht ungefähr den zwei in der Fig. 5 dargestellten Positionen, das heißt, die maximale Winkelversetzung des Laufkranzes 50 gegenüber dem Laufkranz 52 beträgt ungefähr 30°.

Infolge seiner Einfachheit eignet sich dieser Schurren-Antriebsmechanismus besonders gut für eine wirksame Kühlung der am stärksten exponierten und der empfindlichsten Teile. So ist der Antriebsmechanismus vor der direkten Strahlung des Ofens weitgehend geschützt durch einen ringförmigen Schild 76 (siehe die Fig. 8 und 9), dessen zentrale Öffnung gerade groß genug ist, um die Rotation der Schurre 16 innerhalb der Grenzen ihres Neigungsbereichs zu gestatten. Dieser Schild 76 ist stationär und kann daher mit inneren Kühlschlangen versehen werden, die an einen Kühlfluid-Kreislauf, beispielsweise mit Wasser als Kühlfluid, angeschlossen sind. Außerdem kann er auf seiner unteren Seite mit einer feuerfesten Beschichtung 77 versehen werden.

Bei der in den Fig. 8 und 9 wiedergegebenen Ausführungsform ist der Hohlraum in dem Schild 76 in mehrere, im vorliegenden Falle vier Segmente unterteilt, von denen jedes mit einem Eingang 79 und einem Ausgang 81 für eine Kühlflüssigkeit versehen sind. Der innere Hohlraum des Schildes 76 weist radiale Rippen 83 und 85 auf, die einen schlangenförmigen Weg für die Kühlflüssigkeit vorgeben.

Außerdem sind mehrere zylindrische Wärmeschutzsegmente 78, 80, 82 innerhalb des Laufkranzes 52 befestigt, die sich in vertikaler Richtung über die gesamte Höhe der zwei Laufkränze 50, 52 erstrecken, mit Ausnahme des Wärmeschutzsegments 82, das einen niedrigeren Querschnitt aufweist, um die relativen Winkelbewegungen des Arms 68 zum Schwenken der Schurre 16 zu gestatten. Diese Schutzsegmente 78, 80, 82, die sich mit dem Laufkranz 52 und der Schurre 16 um die Achse 0 drehen, schützen die Wälzlager vor der Strahlung aus dem Ofen. Dieser Schutz wird in vorteilhafter Weise durch eine Kühlung der Wälzlager vervollständigt. Dazu ist eine ringförmige Kühlkammer 84, 86 (siehe die Fig. 4 und 8) auf der inneren Seite von jedem der Laufringe 46 und 48 befestigt, die bis in den hohlen Querschnitt der Laufkränze 50, 52 reicht. Diese Kühlkammern 84, 86 sind ebenfalls an einen Kühlflüssigkeits-Kreislauf angeschlossen, beispielsweise mit Wasser als Kühlflüssigkeit, und sie sind vorzugsweise, wie der Schild 76, in mehrere kreisförmige Segmente unterteilt, von denen jedes einen Eingang 85 und einen Ausgang 87 für das Kühlwasser aufweist, und mit inneren partiellen Trennwänden 89 versehen, um den schlangenförmigen Weg des Kühlwassers vorzugeben.

Im folgenden wird, unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 7, das System zum Einhängen der Schurre 16 zwischen den zwei Flanschen 58 und 60 beschrieben. Wie in der Fig. 7 vergrößert dargestellt ist, weist jeder der Flansche 58, 60 eine nach oben in Ausbaurichtung der Schurre offene Nut 88 auf, die sich in dieser Richtung geringfügig erweitert, um das Herausnehmen der Schurre 16 zu erleichtern. Die Schurre 16 weist zwei seitliche Zapfen 90, 92 auf, die so konzipiert und dimensioniert sind, daß sie in den Nuten 88 von jedem der Flansche 58 und 60 gleiten können, und auf dem Boden dieser Nuten 88 zurückgehalten werden können. Um eine Schwenkung der Schurre 16 bezüglich der Flansche 58, 60 zu verhindern, weist die Schurre zwei zusätzliche seitliche Zapfen 94 und 95 auf, die größer als die Zapfen 90 und 92 sind. Diese Zapfen 94 und 95 sind ebenfalls in die Nuten 88 der Flansche 58 und 60 eingeschoben, wenn sich das andere Zapfenpaar 90, 92 auf dem Boden dieser Nuten befindet.

Um ein seitliches Spiel der Schurre 16 bezüglich der Flansche 58, 60 zu vermeiden, sind die Zapfen einer Seite, vorzugsweise die Zapfen 92 und 94, sowie die Nut 88 des zugehörigen Flanschs 60 mit einem komplementären Profil versehen. Wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist, kann der Zapfen 92 eine kreisförmige Hohlkehle 96 von V-förmigem Querschnitt aufweisen, während der Rand der Nut 88 mit einem komplementären, kreisförmigen Vorsprung versehen ist, der in die kreisförmige Hohlkehle 96 des Zapfens 92 eingreift. Der dem Profilzapfen 92 gegenüberliegende Zapfen 90 muß gerade sein, um die durch die thermische Ausdehnung hervorgerufenen Relativbewegungen zu ermöglichen.

Die Schurre 16 wird also durch ihr eigenes Gewicht in den Nuten 88 dieser zwei Flansche 58 und 60 zurückgehalten, und kann aus diesen Nuten 88 herausgezogen werden, nachdem sie in Ausbaurichtung geneigt wurde. Um zu vermeiden, daß sich die Schurre 16 versehentlich aushängt, beispielsweise bei Berührung des Beschickungsmaterials in dem Ofen 10, kann dieses Einhängesystem mit einem Verriegelungssystem kombinert werden. Wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist, ist es möglich, die zwei Flansche 58, 60 so zu konzipieren, daß ein Dorn 98 in sie eingeschoben werden kann, der die unteren Zapfen 90, 92 blockiert, wenn sich diese auf dem Boden ihrer Nuten 88 befinden. Um die Schurre 16 auszubauen, müssen also vorher die Verriegelungsdorne 98 herausgezogen werden.

Die Fig. 10 und 12 veranschaulichen ein vorteilhaftes System zum Kühlen der zwei Traversen 54 und 56, und insbesondere der Lager, in denen die Drehzapfen 62 und 64 für die Aufhängung der Schurre 16 gelagert sind. Da die Kühlsysteme für die zwei Traversen 54 und 56 identisch sind, wird im folgenden nur das Kühlsystem für die Traverse 56 beschrieben. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, hat der untere Teil der Traverse 56 die Form eines hohlen Kastens, in dem sich eine Kühlflüssigkeit befindet. Dieser Kasten steht über zwei Rohrleitungen 100, 102 mit einer Kammer 104 in Verbindung, die auf dem Laufkranz 52 befestigt ist und sich ungefähr über die gesamte Länge der Traverse 56 erstreckt. Der hohle Teil der Traverse 56 ist mit einer Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, oder vorzugsweise mit einer Kälteflüssigkeit, wie beispielsweise einer Natriumsalzlösung, teilweise gefüllt. Die äußere Fläche der Kammer 104 und die innere Seite der Wand des Gehäuses 14 weisen Rippen 106, 108 auf, die aufeinander zu gerichtet sind.

Infolge der Wärme verdampft die in der Traverse 56 enthaltene Flüssigkeit. Diese Verdampfungstemperatur muß niedriger als die Grenztemperatur für eine einwandfreie Funktionsweise des Antriebsmechanismus sein und kann über den Druck in dem geschlossenen Kreis aus der Traverse 56 und der Kammer 104 bestimmt werden. In dieser Kammer 104, die sich infolge der großen Oberfläche der Rippen 106 und der Rotation dieser Rippen 106 gegenüber den Rippen 108 auf einer niedrigeren Temperatur als die Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit befindet, kondensiert der Dampf, und danach strömt er in flüssiger Form über die Rohrleitung 102 in die Traverse 56 zurück.

Auf diese Weise wird eine automatische Kühlung der Traversen 54 und 56 ohne äußere Intervention erhalten, wobei die überschüssige Wärme der Traversen über die Oberfläche der Rippen 106, 108 abgeführt wird.

Um die Umwälzung der Flüssigkeit zu fördern, kann in den Zwischenraum um den Laufkranz 52 herum ein gekühltes, inertes Gas eingeblasen werden, das durch Strömung in Gegenrichtung zugleich zur Abdichtung benutzt werden kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Beschickungsanlage für einen Schachtofen, insbesondere Hochofen, mit einer dreh- und schwenkbaren Verteilerschurre (16), die an dem Kopf des Ofens (10) aufgehängt ist, Antriebsmitteln für die Schurre (16), mit einem ersten und einem zweiten Laufkranz (52, 50), um die Schurre (16) um die vertikale Achse 0 des Ofens (10) zu drehen bzw. ihre Neigung bezüglich dieser Achse 0 durch Schwenkung um ihre horizontale Aufhängeachse zu verändern, und mit Mitteln, um die zwei Laufkränze (52, 50) unabhängig voneinander zu betätigen, einer zentralen Beschickungsschleuse (20), die mit oberen und unteren Verschlußklappen (26, 28, 30) und einer Dosier- und Absperrklappe (32) ausgerüstet ist, um das Auslaufen des Materials von der Schleuse (20) auf die Verteilerschurre (16) zu steuern, sowie aus Mitteln zum Füllen der Schleuse (20), dadurch gekennzeichnet, daß die Schurre (16) zwischen und an zwei horizontalen Traversen (54, 56), die auf beiden Seiten der Schurre (16) innerhalb des ersten Laufkranzes (52) parallel angeordnet sind und unmittelbar an diesem ersten Laufkranz (52) befestigt sind, schwenkbar aufgehängt ist, und daß die Schurre (16) über ein Gelenkgestänge mit dem zweiten Laufkranz (50) verbunden ist.
  2. 2. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schurre (16) abnehmbar an zwei seitlichen Flanschen (58, 60) aufgehängt ist, von denen jeder einen Drehzapfen (62, 64) aufweist, der in einem Lager der Traversen (54, 56) gelagert ist.
  3. 3. Anlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung und die Ausrichtung der Schurre (16) über zwei Zapfen (90, 92) (94, 95) verwirklicht ist, die auf der äußeren Wand der Schurre (16) befestigt sind und in zwei zugehörige Nuten (88) eingeschoben sind, die in den Innenflächen von jedem der Flansche (58, 60) angebracht sind, und in denen die Schurre (16) infolge ihres Gewichts zurückgehalten wird.
  4. 4. Anlage gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die zwei Zapfen (92, 94), und andererseits die zugehörige Nut (88) mit komplementären Profilen versehen sind.
  5. 5. Anlage gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (98) zur Verriegelung der Zapfen in den zugehörigen Nuten (88).
  6. 6. Anlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge gebildet wird von einem ersten Arm (66), der mit einem der Flansche (60) fest verbunden ist, einem zweiten Arm (68), der mit dem zweiten Laufkranz (50) fest verbunden ist, und von einer Pleuelstange (70), die an den freien Enden von jedem der Arme (66, 68) gelenkig gelagert ist.
  7. 7. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Wärmeschutzschild (76), der unterhalb der Antriebsmittel befestigt ist und an einen Kühlfluid-Kreislauf angeschlossen ist.
  8. 8. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zylindrische Wärmeschutzsegmente (78, 80, 82), die innerhalb des ersten Laufkranzes (52) befestigt sind und sich mit einer den zwei Laufkränzen (50, 52) entsprechenden Höhe mindestens über den größeren Teil des Umfangs erstrecken.
  9. 9. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Laufkranz (52, 50) mit einem zylindrischen Wärmeschutzschirm (84, 86) kombiniert ist, der an einen Kühlfluid- Kreislauf angeschlossen ist.
  10. 10. Anlage gemäß Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Schild (76) und die zylindrischen Wärmeschutzschirme (84, 86) in mehrere getrennte kreisförmige Abschnitte unterteilt sind, von denen jeder versehen ist mit einem Eingang (85) und einem Ausgang (87) für eine Kühlflüssigkeit, und mit inneren Rippen (83, 91) oder Trennwänden (89), die einen schlangenförmigen Weg für die Kühlflüssigkeit vorgeben.
  11. 11. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Traverse (54, 56) die Form eines hohlen Kastens hat, der in einen Kühlkreislauf mit Umwälzung durch Verdampfung und Kondensation integriert ist, wobei dieser Kühlkreislauf eine Kammer (104) umfaßt, die auf dem ersten Laufkranz (52) befestigt ist und durch eine Kühleinrichtung gekühlt wird.
  12. 12. Anlage gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung gebildet wird von einer ersten Serie von äußeren radialen Rippen (106), die auf der Kammer (104) angebracht sind, und von einer zweiten Serie von inneren radialen Rippen (108), die um die Kammer (104) auf der Wand des Gehäuses (14) befestigt sind, das die Antriebsmittel enthält.
  13. 13. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Verschlußklappe (30) der Schleuse (20) in einem Klappenkäfig (18) angebracht ist, der mit der Schleuse (20) und dem Gehäuse (14), das die Antriebsmittel für die Schurre (16) enthält, eine Einheit bildet, wobei diese Einheit von einer ringförmigen Auflage (12) getragen wird, die den oberen Teil des Ofens (10) bildet.
  14. 14. Anlage gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuse (20) über Federwaagen (42) und ein Zwischengerüst (36, 38) auf dem Kopf des Ofens (10) ruht, und daß sie über Kompensatoren (40) mit einem darunter angeordneten Klappenkäfig (18) verbunden ist, der mit dem Gehäuse (14), das die Antriebsmittel enthält, eine Einheit bildet.






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