Schachtofenbegichtungsvorrichtung

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für einen Schachtofen, insbesondere Hochofen.

Zur Beschickung (Begichtung) von Schachtöfen mit Beschickungsgut ist eine Vielzahl verschiedenartiger Beschickungsvorrichtungen bekannt.

Um das Beschickungsgut gleichmäßig über den Schachtquerschnitt zu verteilen, wurden insbesondere bereits vor Jahrzehnten drehbare Gichtbühnen mit einem ebenfalls drehbaren, exzentrisch zur Ofenachse angeordneten Verteiler vorgeschlagen. Mit einer derartigen Beschickungsvorrichtung kann, indem die Mündung des Verteilers auf zwei einander überlagerten Kreisbahnen über den Schachtquerschnitt geführt wird, eine weitgehend gleichmäßige Beschickung ohne Ausbildung betonter Schüttkegel erfolgen.

Eine etwas andere Anordnung, wie sie aus der DE 295 15 419 U1 bekannt ist, umfaßt eine Drehschurre mit einem rotierend antreibbaren zylindrischen Gehäuse, mehreren an den Auslauf des Gehäuses angeschlossenen Beschickungsschurren mit unterschiedlicher radialer Erstreckung und eine im Gehäuse angeordnete Verteilerschurre, deren Ende in eine Beschickungsschurre einmündet und mit dem Gehäuse drehbar ist, wobei die Verteilerschurre innerhalb des Gehäuses verstellbar und die Zuordnung zu den Beschickungsschurren wählbar ist. Mit dieser Anordnung kann das Beschickungsprofil gezielt eingestellt werden, sie ist jedoch konstruktiv und vom Materialeinsatz her relativ aufwendig.

Aus der DE-PS 8 68 913 sind verschieden geformte Begichtungseinrichtungen für Hochöfen bekannt, deren Kernstücke ein erster Trichter mit rüsselförmigem Auslauf, der das an den Rand des Ofens zu bringende Gut leitet, und ein zweiter Trichter mit senkrechtem Auslauf sind, der das Beschickungsgut der Ofenmitte zuführt. Auch diese Anordnung ist durch einen hohen Materialaufwand gekennzeichnet, und sie ermöglicht zudem nur sehr bedingt eine gezielte Einstellung des Beschickungsprofils aus unterschiedlichen Beschickungsgütern. Eine weitere, aus der DE-AS 1 1 69 474 bekannte drehbare Begichtungs- einrichtung umfaßt eine Mehrzahl von auf dem Umfang eines Kreises verteilten Verteilerschurren sowie zusätzlich eine zentrumsnahe und eine äußere Verteilerschurre, die sämtlich über eine geeignet geführte Trichterschurre befüllt werden. Bei dieser Anordnung ist keine frei wählbare Einstellung der Mündung auf einen beliebigen Punkt des Schachtquerschnitts möglich, und auch sie ist mate- rial- und konstruktionsaufwendig.

Aus der DE 28 25 718 C2 sowie weiteren Patenten derselben Inhaberin ist eine Beschickungsvorrichtung für Schachtöfen bekannt, deren Kernstück eine im Bezug zur Ofenachse winkelverstellbare Verteilerschurre mit einer Universalgelenk- Aufhängung ist, die mittels eines geeigneten Stellmechanismus um zwei zueinander senkrechte Achsen schwenkbar ist. Diese Vorrichtung ermöglicht eine fein gezielte Einbringung des Beschickungsgutes zu vorbestimmten Punkten des Schachtquerschnitts, hat aber einen konstruktiv aufwendigen Antrieb mit großem Platzbedarf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Beschickungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die sich insbesondere platz- und materialsparend realisieren läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Bereitstellung einer Beschickungsvorrichtung zur Beschickung eines Schachtofens aus mindestens einem Vorratsbehälter, mit einer Drehschurre (107, 1 1 1 ), welche einen um eine erste, im wesentlichen vertikal gerichtete Drehachse (A1 ) rotierend antreibbaren zylindrischen Grundkörper (107) und eine mit einem Auslaß (107a) des Grundkörpers fest verbundene und mit diesem drehbare Beschickungsschurre (1 1 1 ) aufweist, wobei die Beschickungsschurre aus einem dem Auslaß des Grundkörpers benachbarten Oberteil (1 13) mit einer zur ersten Drehachse geneigten Längserstreckung und einem mit dem Oberteil drehbar verbundenen Unterteil (1 15) zusammengesetzt ist, welches um eine zweite, zur ersten Drehachse beabstandete, im wesentlichen vertikale Drehachse (A2) drehbar ist, wobei dem Grundkörper (107) und dem damit fest verbundenen Oberteil (1 13) der Beschickungsschurre (1 1 1 ) ein erster Antrieb (136) zugeordnet ist. Dem Unterteil (1 15) der Beschickungsschurre (1 1 1 ) ist ein zweiter Antrieb (135) zugeordnet, wobei die Übertragung der Drehbewegung vom zweiten Antrieb (135) zum Unterteil (1 15) mittels eines Zugmitteltriebs (142) erfolgt.

Vorteilhafterweise benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung deutlich weniger Platz als die aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen, da der umlaufende Getriebekasten entfällt. Der hierdurch gewonnene Raum wird vorzugsweise genutzt, um eine dickere Schleißschicht einzusetzen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher erheblich weniger wartungsanfällig als die vorbekannten Konstruktionen.

Erfindungsgemäß geeignete Zugmitteltriebe sind kraftschlüssige oder formschlüssige Zugmitteltriebe.

Kraftschlüssige Zugmitteltriebe sind alle Formen der Seil- oder Riementriebe, bei denen das Drehmoment durch die in der Kontaktfläche zwischen Riemen und Riemenscheibe wirkenden Reibkräfte übertragen wird. Dies ist z. B. bei Flachriemen, Keilriemen, Poly-V-Riemen (eine Sonderform des Keilriemens) und Rundriemen oder Seilen der Fall. Die Größe der auftretenden Reibkräfte hängt von der Vorspannung ab, die mit Hilfe einer Spannrolle oder über die Länge des Seils oder Riemens eingestellt werden kann. Erfindungsgemäß bevorzugtermaßen kann beispielsweise ein Stahlseil eingesetzt werden. Da das Stahlseilgetriebe jedoch mit Schlupf behaftet ist wird sich die Stellung zwischen Ober- und Untergetriebe verschieben und die Position der unteren Schurre muss über andere dem Fachmann bekannte Maßnahmen kontrolliert und korrigiert werden.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind daher formschlüssige Zugmitteltriebe. Formschlüssige Zugmitteltriebe sind Kettentriebe oder Zahnriementriebe. Hier wird das Drehmoment durch Räder mit einer entsprechenden formschlüssigen Profilierung (z. B. Zahnrad) von der Antriebswelle auf das Zugmittel bzw. dem Zugmittel auf die Abtriebselemente übertragen. Ein Durchrutschen zwischen den eingreifenden Partnern ist nicht möglich.

Ganz besonders bevorzugt ist der formschlüssige Zugmitteltrieb eine Kette, insbesondere eine Rundstahlkette.

Die Rundstahlkette wird vorzugsweise so verwendet, daß sie am oberen und unteren Getriebe das Kettenrad je in einem Halbkreis umschließt und mittels Umlenkrollen zwischen oberem und unterem Kettenrad umgelenkt wird.

Da die Schurren in beide Richtungen gedreht werden, ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß das Getriebe mit einem beidseitig automatischen und gekoppelten Ketten- oder Seilspannsystem ausgerüstet wird. Durch die Drehrichtungsumkehr wechselt die Zugspannung der Kette von einer auf die andere Seite und die jeweils andere Seite verliert ihre Spannung und wird locker. Koppelt man nun beide Spannvorrichtungen wird die Spannkraft von einer auf die andere Seite übertragen.

Dieses Prinzip ist aus dem Automobilbereich bekannt und wird beispielsweise an der KFZ-Hinterachse mit einem Stabilisator (Federstab) realisiert. Dieser dient, vor allem in Kurven, auch zur Übertragung der Räderkräfte von einer auf die andere Seite.

In einer bevorzugten Ausführung sind das Ober- und Unterteil im wesentlichen zylindrisch - insbesondere elliptisch, halbelliptisch oder vieleckig - geformt (rohrförmig) und bilden - bei entsprechender Drehstellung des Unterteils gegenüber dem Oberteil - insgesamt ein schräg an den Auslaß des Grundkörpers angefügtes zweiteiliges Rohr. Durch diese Ausführung wird ein ungehinderter, reibungsarmer Auslauf des pseudofluidischen Beschickungsgutes gewährleistet. Leicht überschaubare geometrische Verhältnisse ergeben sich, wenn die Drehachse des Unterteils parallel zur vertikalen Drehachse des Grundkörpers verläuft und die Drehachsen die Trennebene zwischen dem Unterteil und dem Oberteil (in der die Führung des Unterteils gegenüber dem Oberteil erfolgt) senkrecht durchstoßen.

Der Antrieb des Gehäuses (und Oberteils) ist in an sich bekannter Weise vorteilhaft durch einen Elektromotor realisiert.

Das Oberteil wie auch das Unterteil haben zweckmäßigerweise einen unbegrenzten Drehwinkelbereich, mindestens jedoch 360°.

Im Hinblick auf die Realisierung eines fein vorbestimmbaren Beschickungsprofils ist die vorgeschlagene Lösung besonders vorteilhaft in der Ausführung mit mindestens einem Zwischenbehälter für das Beschickungsgut, die in den Grundkörper der Beschickungsvorrichtung münden und wahlweise in diesen entleerbar sind.

Durch eine mit der aktuellen Drehstellung des Ober- und Unterteils der Beschickungsschurre abgestimmte Öffnung der Materialhalteklappen der Vorratsbehälter kann gezielt das eine oder andere Beschickungsgut (oder ggfs. weitere Einsatzstoffe) in vorbestimmter Menge an vorgewählten Punkten des Schachtquerschnitts eingebracht werden.

In besonders vorteilhafter Weise ist eine solche differenzierte Beschickung bei einer Ausführung realisierbar, die eine Beschickungs-Steuereinheit hat, der eingangsseitig Mittel zur Erfassung der Drehwinkelstellung des Oberteils und des Unterteils (und damit des aktuellen Beschickungspunktes) und ausgangs- seitig Klappenantriebe für die Materialhalteklappen zugeordnet sind.

Eine solche Beschickungs-Steuereinheit ist beispielsweise aus der EP 1 187 940 B1 bekannt.

In einer Beschickungsvorrichtung im weiteren Sinne ist zwischen dem Vorratsbehälter oder den Vorratsbehältern eine Ventilanordnung vorgesehen, die in bevorzugter Ausführung pro Vorratsbehälter jeweils ein Materialfluß-Steuerventil und ein gasdichtes Absperrventil umfaßt. Diese Ventilanordnung ist vor- teilhafterweise als kompakte Ventilbaugruppe ausgeführt, die bevorzugt als sowohl gegenüber dem Schachtofen als auch gegenüber dem Vorratsbehälter bzw. den Vorratsbehältern - zusammen mit den zugehörigen Ventilantrieben - als Ganzes verschiebbar ist.

Ein Einlaßflansch des Schachtofens ist bevorzugt gegenüber einem auf diesem aufliegenden Flansch der erwähnten Ventilbaugruppe abgedichtet, was besonders zuverlässig und dauerhaft unter Einsatz eines Kompensators gelingt.

Weiterhin ist zweckmäßigerweise zwischen dem oder jedem Vorratsbehälter und der Ventilbaugruppe ein Einfülltrichter angeordnet. An dessen Auslauf ist das Materialfluß-Steuerventil der oben erwähnten Ventilanordnung angeordnet, während am Auslauf des jeweiligen Vorratsbehälters in den zugehörigen Trichter ein weiteres gasdichtes Absperrventil angeordnet ist, welches das Einfüllen von Material in den Trichter ohne Materialkontakt mit den Ventildichtflächen erlaubt.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Von diesen zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung mit Rundstahlkette als Zugmitteltrieb in einer Teil- Längsschnittdarstellung,

Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung mit gedrehtem Ober- und Unterteil in einer Teil-Längsschnittdarstellung,

Fig. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung in einer vereinfachten Draufsicht,

Fig. 4 eine Darstellung der Antriebe und Antriebsritzel für den Ober-, bzw. Unterteil der Beschickungsschurre

Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung mit Rundstahlkette als Zugmitteltrieb in einer Teil- Längsschnittdarstellung.

An die untere Stirnseite des Grundkörpers 107, die zugleich dessen Auslauf 107a bildet, ist eine Beschickungsschurre 1 1 1 drehbar gelagert. Die Beschickungsschurre 1 1 1 umfaßt ein schräg an den Auslauf 107a angesetztes, rohrförmiges Oberteil 1 13 und ein ebenfalls rohrförmiges und vorzugsweise mit gleichem Durchmesser wie das Oberteil 1 13 ausgebildetes Unterteil 1 15. Die Trennebene zwischen dem Oberteil 1 13 und dem Unterteil 1 15 ist parallel zur Ebene des Auslaufs 107a, und eine Längsachse (und zugleich Drehachse) A1 des Grundkörpers 107 durchstößt diese Ebene senkrecht. An dieser Trennebene sind das Oberteil 1 13 und das Unterteil 1 15 der Beschickungsschurre 1 1 1 über ein Lagergehäuse miteinander drehbar verbunden. Die Verbindung ist derart ausgebildet, daß das Unterteil 1 15 um eine zu seiner Längsachse geneigte, aber zur ersten Drehachse A1 parallele und von dieser beabstandete Drehachse A2 drehbar ist.

In Fig. 2 ist mit kurz-kurz-lang gestrichelten Linien eine zweite Drehstellung der Beschickungsschurre 1 1 1 gezeigt, in der zusätzlich das Unterteil 1 15 einen anderen Drehwinkel relativ zum Oberteil 1 13 aufweist als in der mit durchgezogenen Linien bezeichneten Stellung. (Im Interesse der Übersichtlichkeit der Darstellung sind die Elemente in dieser zweiten Stellung nicht mit Bezugsziffern bezeichnet.).

Dem Grundkörper 107 und dem Oberteil 1 13 der Schurre ist ein erster Antrieb 136 zugeordnet, der einen ersten Elektromotor umfaßt. Dem Unterteil 1 15 der Schurre ist ein zweiter Antrieb 135 zugeordnet, der einen zweiten Elektromotor aufweist.

Durch Betätigung der Antriebe 136 bzw. 135 wird die Winkellage zwischen dem Gehäuse und damit dem Oberteil 1 13 um die Drehachse A1 einerseits und die Winkellage des Unterteils 1 15 um die Drehachse A2 andererseits eingestellt. Die Antriebe 136, 135 können jeweils einzeln - d.h. im Stillstand des jeweils anderen Antriebes - oder auch gemeinsam, und zwar dann synchron oder auch asynchron zueinander, in Betrieb sein, wodurch sich vielfältige Möglichkeiten zur Steuerung der Zufuhrmenge an erstem und/oder zweitem Beschickungsgut zu vorbestimmten Punkten im Innenraum des Hochofens ergeben. Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern auch in einer Vielzahl von Abwandlungen im Rahmen fachmännischen Handelns möglich.

Bezugszeichenliste:

107 Grundkörper

107a Auslauf

1 1 1 Beschickungsschurre

1 13 Oberteil

1 15 Unterteil

1 19, 127 Umlenkrollen für Zugmitteltrieb, vorzugsweise Rundstahlkette

A1 Längsachse (erste Drehachse)

A2 zweite Drehachse

131 Elektromotor für das Unterteil der Schurre

132 Elektromotor für das Oberteil der Schurre

133 Antriebsrad für Unterteil der Schurre

134 Antriebsrad für Oberteil der Schurre

135 Antrieb 2 (für Unterteil der Schurre)

136 Antrieb 1 (für Oberteil der Schurre)

137 Antriebsritzel des Antriebs 1

138 Fest verankertes Zahnrad des Oberteils der Schurre

139 Drehbar gelagertes Zahnrad, verbunden mit Zugmitteltrieb, vorzugsweise Rundstahlkette, zum Antrieb des Unterteils der Schurre

140 Antriebsritzel des Antriebs 2

142 Zugmitteltrieb, vorzugsweise Kette