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Title:
THROAT CLOSING DEVICE FOR SHAFT FURNACES, ESPECIALLY BLAST FURNACES HAVING A MATERIAL FEEDING HOPPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/066794
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a throat closing device for shaft furnaces, especially blast furnaces having a material feeding hopper (1), to which a temporarily rotating rotary hopper (2) which is sealed with regard to the stationary parts (3) is connected. The inventive throat closing device is produced such that it has a less complex construction and is easier to install, and can be easily serviced due to the provision of a sealing unit (5) comprised of an adjusting flange (7) which is arranged above the rotary hopper (2), is complementary to the hopper flange (6) thereof, can be lifted and lowered, and which comprises seals (8, 9) located on the flange underside. Said sealing unit is configured in a spanning wall (12) which comprises a compensating element (13) and which connects the adjusting flange (7) to the stationary part (3) of the rotary hopper (2).

Inventors:
OVERLAENDER JOERG (DE)
KORBIK ELMAR (DE)
MARCINIAK HEINZ-PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/003722
Publication Date:
November 09, 2000
Filing Date:
April 26, 2000
Export Citation:
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Assignee:
SCHLOEMANN SIEMAG AG (DE)
OVERLAENDER JOERG (DE)
KORBIK ELMAR (DE)
MARCINIAK HEINZ PETER (DE)
International Classes:
C21B7/18; C21B7/20; F27B1/20; F27D99/00; F27D3/00; (IPC1-7): C21B7/20; F27D23/00
Foreign References:
EP0433201A11991-06-19
GB258631A1926-09-30
Other References:
DATABASE WPI Section Ch Week 198619, Derwent World Patents Index; Class M24, AN 1986-122765, XP002144579
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 227 (C - 134) 12 November 1982 (1982-11-12)
Attorney, Agent or Firm:
Valentin, Ekkehard (Gihske, Grosse Hammerstrasse 2 Siegen, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Gichtverschluß für Schachtöfen, insbesondere Hochöfen mit einem Guteinlauftrichter, dem sich ein temporär rotierender, gegenüber den stationären Teilen abgedichteter Drehtrichter anschließt, gekennzeichnet durch eine Dichtungseinheit (5), bestehend aus einem oberhalb des Drehtrich ters (2) angeordneten, zu dessen Trichterflansch (6) komplementären hebund senkbaren Verstellflansch (7), der flanschunterseitige Dichtun gen (8 ; 9) aufweist und in einer den Verstellflansch (7) mit dem stationä ren Teil (3) des Drehtrichters (2) verbindenden Überbrückungswand (12) mit einem Kompensatorelement (13) ausgebildet ist.
2. Gichtverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des stationären Teils (3) des Drehtrichters (2) verteilt angeordnete und dort befestigte Hubzylinder (11) mit dem Verstellflansch (7) verbunden sind.
3. Gichtverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellflansch (7) zwei im Abstand voneinander angeordnete Ringdichtungen (8 ; 9) trägt, von denen die zur Drehachse (4) des Dreh trichters (2) benachbarte, vordere Ringdichtung (8) als bei angehobenem Verstellflansch (7) einen Staubaustritt verhindernde Dichtung ausgebildet ist.
4. Gichtverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Drehtrichterflansch (6) und dem Verstellflansch (7) ein Anschlag (16) angeordnet ist.
5. Gichtverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine dem Kompensatorelement (13) zum Ofenbzw. Trichterinneren (14) hin vorgeschaltete, nur mit ihrem einen Ende an der Überbrückungswand (12) festgelegte und mit ihrem anderen Ende der Überbrückungswand (12) lose anliegende Gleitschürze (15).
Description:
Gichtverschluß für Schachtöfen, insbesondere Hochöfen mit einem Guteinlauftrichter Die Erfindung betrifft einen Gichtverschluß für Schachtöfen, insbesondere Hochöfen mit einem Guteinlauftrichter, dem sich ein temporär rotierender, ge- genüber den stationären Teilen abgedichteter Drehtrichter anschließt.

Für das Einfüllen und Verteilen der Chargen zum Begichten von Schachtöfen sind seit langem Vorrichtungen bekannt, die nach dem sogenannten McKee- Prinzip gebaut sind. Bei dieser Ausführung, einem Glocken-Gichtverschluß, ist im oberen Bereich eine"Kleine Glocke"und im unteren Bereich eine"Große Glocke"angeordnet. Hierbei ist die obere der übereinander angeordneten Glok- ken oder Trichter drehbar.

Eine Weiterentwicklung des McKee-Gichtverschlusses sieht vor, daß die unte- re, große Gichtglocke keinen gasdichten Abschluß bilden muß, weil der mit der Glocke verschlossene Drehverteiler in einer dicht abgeschlossenen Hülle ange- ordnet ist.

Bei einer durch die DE 36 32 724 C2 bekanntgewordenen Anordnung wird dem Problem der Abdichtung zwischen unterer Verteilerglocke und unterer Schleu- senkammer dadurch begegnet, daß der obere Trichter mittels einer mit Be- schickungsklappen ausgerüsteten feststehenden Haube als druckdichte, ab- schließbare Schleusenkammer ausgebildet ist.

Aus der DE-AS 10 13 681 ist eine Abdichtungsvorrichtung an drehbaren Gicht- verschlüssen von Hochöfen mit einem an dem Drehtrichter befestigten Druck- ring und einer dazu passenden ortsfesten, ringförmigen Dichtungsmasse be- kannt, wobei die Dichtung von Druckring und Dichtungsmasse durch Federkraft bewirkt wird. In einem auf der Gichthaube gasdicht befestigten Ringgehäuse sind dazu nachstellbare Federn angeordnet, welche die ringförmige Dichtungs- masse an den sich mit dem Drehtrichter drehenden Schleifring stetig anpres- sen. Der Anpreßdruck der Federn ist durch eine aus einer nachstellbaren Spannschraube bestehenden Spannvorrichtung veränderlich einstellbar.

Bei weiteren bekannten Beschickungsvorrichtungen für Hochöfen, z. B. gemäß DE 20 35 458, DE 20 65 460, die an der Gicht mit Gegendruck betrieben wer- den, ist ein feststehender, zentraler Guteinlauf vorhanden, über den der Möller auf eine drehbare Schurre fällt. Die Drehlagerung und die Antriebsteile der Schurre befinden sich im Ofenraum. Auch diese zuletzt beschriebene Beschik- kungsvorrichtung ist in vielfältiger Weise verbessert worden. So wurden z. B. die Drehlagerung und Antriebsteile der Schurre in einem eigenen Gehäuse ange- ordnet, das vom übrigen Ofenraum abgeteilt ist. In das erwähnte Gehäuse mündet eine Spülgaseinführung. Dadurch soll verhindert werden, daß heiße und staubbeladene Hochofengase eindringen.

Für die Materialzuführung zum Betrieb eines Schachtofens sind verschiedene Arten von Begichtungseinrichtungen bekannt. So wird beispielsweise bei einem Giockenverschluß zur Vergleichmäßigung der Materialverteilung ein rotierender Trichter eingesetzt, welcher über einen Zahnkranz angetrieben wird. Der Innen- raum des drehenden Trichters steht in mittelbarer Umgebung zum Ofenraum, d. h., daß der Raum der Ofenatmosphäre ausgesetzt ist. Aus diesem Grund ist eine Abdichtung des rotierenden Teils des Trichters gegenüber der Umgebung nötig. Die Abdichtung erfolgt dabei mittels einer Labyrinth-Dichtung unter Ver- wendung federbelasteter Graphitringe, vorzugsweise aus Segmenten mittels Nut und Feder zusammengesetzt, welche in einer N2-Atmosphäre die Abdich- tung vornehmen. Die N2-Atmosphäre muß gegenüber dem Ofendruck geregelt werden, damit immer ein geringer Überdruck gegenüber dem Ofendruck vor- handen ist. Bei Stickstoff handelt es sich zudem um ein Gas, das sehr teuer ist.

Der Erfindung liegt daher die Ausgabe zugrunde, einen Gichtverschluß dieser Art ohne die genannten Nachteile vorzusehen, dabei konstruktiv einfacher und montagefreundlicher sowie mit guter Wartungsmöglichkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtungseinheit gelöst, be- stehend aus einem oberhalb des Drehtrichters angeordneten, zu dessen Trich- terflansch komplementären, heb-und senkbaren Verstellflansch, der flanschunterseitige Dichtungen aufweist und in einer den Verstellflansch mit dem stationären Teil des Drehtrichters verbindenden Überbrückungswand mit einem Kompensatorelement ausgebildet ist. Das Kompensatorelement, vorteil- haft beispielsweise eine schlaufenartige Bandausformung oder dergleichen, ! äßt sich so auslegen, daß z. B. eine axiale Bewegung von ca. 50 mm, eine late- rale Bewegung von ca. 20 mm sowie ein Überdruck von 3,5 bar aufgenommen werden kann. Das System ! äßt sich so steuern, daß während der Materialauf- gabe vom Aufnahmetrichter in den Raum"Kleine Glocke"der Verstellflansch angehoben ist. Im Anschluß an die Materialaufgabe kann der Drehtrichter zwecks Materialverteilung rotieren. Vor der Entleerung des Raumes"Kleine Glocke"in den Raum"große Glocke"wird der Verstellflansch abgesenkt, so daß eine Abdichtung der Teile zueinander erfolgt, was es erlaubt, einen not- wendigen Druckausgleich durchzuführen. Das das Bewegungsspiel zulassen- de, verformbare Kompensatorelement ist außerdem in der Lage, einen mögli- chen Versatz bezüglich der Drehachse auszugleichen. Weiterhin wird keine Stickstoffatmosphäre benötigt, um einen geringen Überdruck gegenüber dem Ofendruck zu erzeugen. Die gesamte Dichtungseinheit bzw. das Dichtsystem ist von außen ohne weiteres zugänglich und ermöglicht zudem eine Montage vor Ort.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind am Umfang des statio- nären Teils des Drehtrichters verteilt angeordnete und dort befestigte Hubzylin- der mit dem Verstellflansch verbunden. Diese Hydraulikzylinder übernehmen nicht nur das Heben und Senken und damit Antüften des Verstellflansches wäh- rend der Materialaufgabe, sondern können gleichzeitig eine Haltekraft aufbrin- gen, die nur so groß zu sein braucht, daß ein Abheben der Dichtungseinheit aufgrund der Kraft aus dem Innendruck des Schachtofens verhindert wird.

Nach einem Vorschlag der Erfindung trägt der Verstellflansch zwei im Abstand voneinander angeordnete Ringdichtungen, von denen die zur Drehachse des Drehtrichters benachbarte, vordere Ringdichtung als bei angehobenem Ver- stellflansch einen Staubaustritt verhindernde Dichtung ausgebildet ist. Während der Materialaufgabe ist die zur Stirnseite des Verstellflansches hin verlagerte, äußere Ringdichtung in angehobener Lage des Verstellflansches nicht wirksam, d. h. sie befindet sich nicht im Eingriff. Hingegen verhindert die drehachsennä- here, vordere Ringdichtung auch in der angelüfteten Betriebslage des Verstell- flanches einen Staubaustritt. Vor der Entleerung des Raumes"Kleine Glocke" in den Raum"Große Glocke"werden die Zylinder verfahren, so daß eine Ab- dichtung der Teile zum Durchführen des notwendigen Druckausgleichs erfolgt.

Von der Ringdichtung werden im Zuge des sich beim Absenken dem Trichter- flansch zunehmend mehr annähernden Verstellflansches auf der Gegenfläche liegende Staubpartikel von den Dichtkanten der Ringdichtung erfaßt und ver- schoben, so daß eine quasi staubfreie Dichtfläche entsteht.

Einer Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zwischen dem Drehtrichter- flansch und dem Verstellflansch ein Anschlag angeordnet ist. Dieser bevorzugt einstellbar auf dem Drehtrichterflansch befestigte Anschlag verhindert ein un- zulässiges Verpressen der Dichtungen. Die Einstellbarkeit erlaubt es, einen möglichen Dichtungsverschleiß zu kompensieren.

Es wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, daß dem Kompensatorele- ment zum Ofen-bzw. Trichterinneren hin eine Gleitschürze vorgeschaltet ist, die nur mit ihrem einen Ende an der Überbrückungswand festgelegt ist und mit ihrem anderen Ende der Uberbrückungswand lose anliegt. Dem Kompensato- relement ist somit zum Druckbereich hin eine verstärkende Schürze vorgela- gert, die aufgrund ihrer einseitig losen Ausführung bei Hubbewegungen des Verstellflansches mit diesem freien Ende über die Überbrückungswand gleitet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprü- chen und der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in den Figuren darge- stellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen : Fig. 1 als Einzelheit eine Teilansicht einer Dichtungseinheit eines weiter nicht dargestellten Schachtofens, bei anstehendem Ofendruck schematisch gezeigt ; und Fig. 2 eine der geschnittenen Teilansicht nach Fig. 1 entsprechende Darstel- lung mit demgegenüber zur Materialzuführung angelüftetem Dichtungs- system unter anstehendem Umgebungsdruck.

Von einem als solchen hinlänglich bekannten Schachtofen ist in Fig. 1 von der insgesamt symmetrischen Anlagenanordnung als eine Symmetriehälfte in sehr schematischer Weise lediglich ein Guteinlauftrichter 1 mit einem darunter ange- ordneten Drehtrichter 2 ("Kleine Glocke") gezeigt, wobei zwischen dem Dreh- trichter 2 und dem Guteinlauftrichter 1 ein stationärer Teil 3 vorgesehen ist.

Dem Drehtrichter 2 sind nicht dargestellte Antriebsmittel zur Rotation um die Drehachse 4 zugeordnet.

In dem Freiraum zwischen dem Drehtrichter 2 und dem stationären, tragenden Teil 3 ist eine Dichtungseinheit 5 angeordnet. Diese umfaßt einerseits einen oberhalb des Drehtrichterflansches 6 und zu diesem komplementären heb-und senkbaren Verstellflansch 7, der an seiner Unterseite zwei konzentrisch im Ab- stand voneinander angeordnete Ringdichtungen 8,9 aufweist, von denen die drehachsennähere Ringdichtung 8 als Staubdichtung mit einer dem Drehtrich- terflansch 6 zugewandten Beborstung 10 ausgebildet ist. Über dem Umfang des stationären Teils 3 des Drehtrichters 4 sind verteilt mehrere Hubzylinder 11 befestigt und an ihrem anderen Ende mit dem Verstellflansch 7 verbunden. An- dererseits ist in einer den Verstellflansch 7 mit dem stationären Teil 3 verbin- denden zylindermantelförmigen Uberbrückungswand 12 ein schlaufenartiges Kompensatorelement 13 ausgebildet. Diesem ist zum Ofen-bzw. Trichterinne- ren 14 hin eine Gleitschürze 15 vorgelagert, die an ihrem oberen, zu dem sta- tionären Teil 3 hin gewandten Ende an der Überbrückungswand 12 festgelegt ist, während ihr gegenüberliegendes Ende frei beweglich ausgebildet ist und bei Verstellbewegungen der Hubzylinder 11 in Richtung des Doppelpfeiles auf dem entsprechenden Abschnitt des unteren Teils der Überbrückungswand 12 gleitet.

Die Fig. 1 zeigt die Betriebsphase vor der Entleerung des in den Drehtrichter 12 aufgegebenen Materials, in der die Hubzylinder 11 den Verstellflansch 7 so ab- gesenkt haben, daß eine Abdichtung der Teile zueinander erfolgt, um einen notwendigen Druckausgleich durchführen zu können. Die Endlage der Anstell- bewegung wird von einem einstell-bzw. austauschbaren Anschlag 16 definiert, der gleichzeitig ein unzulässiges Verpressen der Ringdichtungen 8 bzw. 9 ver- hindert. In der gezeigten abgesenkten Position des Verstellflansches 7 liegen die Dichtkanten der hinteren Ringdichtung 9 satt auf der Gegenfläche des Drehtrichterflansches 6 auf, wobei auf der Gegenfläche liegende Staubpartikel beim Absenken des Verstellflansches 7 von der Dichtkante erfaßt und verscho- ben werden ; ein gleicher Effekt stellt sich bei der Verformung der Beborstung 10 der drehachsennäheren Ringdichtung 8 ein.

Zur Materialaufgabe und-verteilung vom Aufnahme-bzw. Einlauftrichter 1 in den Drehtrichter 2 ("Kleine Glocke"), bei dann nur anstehendem Umgebungs- druck, wird der die Dichtung 8,9 tragende Verstellflansch 7 mittels der Hubzy- linder 11 in die in Fig. 2 gezeigte Position angehoben. Das schlaufenartige Kompensatorelement 13 ermöglicht hierbei einen Ausgleich des aufgrund der Zylinderverstellungen auftretenden Bewegungsspiels. Das Kompensatorele- ment 13 kann sowohl eine axiale Bewegung als auch eine laterale Bewegung ausgleichen und zudem einen gewissen Überdruck aufnehmen. Die drehach- sennähere Ringdichtung 8, die mit ihrer Beborstung 10 auch im angehobenen bzw.-gelüfteten Zustand an der Gegenfläche des Drehtrichterflansches 6 an- liegt, verhindert in dieser Rotations-Betriebsphase des Drehtrichters 2 einen Staubaustritt. Mit der Dichtungseinheit 5 einschließlich Kompensatorelement 13 wird somit in einfacher Weise eine trotz des für die Rotation des Drehtrichters 2 erforderlichen Bewegungsspiels zuverlässige Abdichtung gewährleistet, wobei die gesamte Einheit frei zugänglich und damit wartungs-sowie montagefreund- lich liegt.