PL183524B1

PL183524B1 - Agregat do topienia z piecem łukowym

Info

Publication number: PL183524B1
Application number: PL97331775A
Authority: PL
Inventors: Gerhard Fuchs
Original assignee: Arcmet Tech Gmbh
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 2002-06-28
Also published as: ZA977570B; CN1228154A; CZ58699A3; PL331775A1; TR199900381T2; CA2263963C; BR9711643A; UA42879C2; EA001378B1; JP3645271B2; KR100502998B1; HK1021903A1; ES2172812T3; EP0958481A1; US6274081B1; ATE213316T1; CA2263963A1; JP2000516699A; DE19634348A1; EP0958481B1

Abstract

1. Agregat do topienia z piecem lukowym zawierajacym zbiornik pieca z wanna, zwana dalej dolna czescia zbiornika, 1 usytuowanymi nad wanna sciankami bocznymi, zwanymi dalej górna czescia zbiornika, oraz sklepienie, z co najmniej jednym otworem elektrodowym w jego segmencie po stronie elektrodowej, zwanym dalej pierwszym segmentem sklepienia, i otworem dla przechodzenia materialu w polozonym obok otworu elektrodowego, jego segmencie po stronie szybowej, zwanym dalej dru- gim segmentem sklepienia, a ponadto powyzej otworu dla przechodzenia materialu umieszczony jest zamocowany w urzadzeniu mocujacym szyb, z zamykalnym otworem zaladunkowym i otworem przelotowym dla gazów w górnej czesci szybu, przy czym urzadzenie mocujace i zbiornik pieca sa prze- suwne wzgledem siebie w poziomie, znamienny tym, ze pierwszy i drugi segment (7 lub 8) sklepie- nia maja postac oddzielnych podzespolów, przy czym w rzucie pionowym czesc wewnetrznego zary- su przekroju poprzecznego szybu lezy poza we- wnetrznym zarysem górnej krawedzi dolnej czesci zbiornika, a górna czesc (6) zbiornika w obszarze pod szybem (9) i/lub widziana od strony otworów elektrodowych (14), tylna sciana ........................ FIG. 3 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest agregat do topienia z piecem łukowym zawierającym zbiornik pieca z wanną zwaną dalej dolną częścią zbiornika, i usytuowanymi nad wanną ściankami bocznymi, zwanymi dalej górną częścią zbiornika, oraz sklepienie, z co najmniej jednym otworem elektrodowym w jego segmencie po stronie elektrodowej, zwanym dalej pierwszym segmentem sklepienia, i otworem dla przechodzenia materiału w położonym obok otworu elektrodowego, jego segmencie po stronie szybowej, zwanym dalej drugim segmentem sklepienia, a ponadto powyżej otworu dla przechodzenia materiału umieszczony jest zamocowany w urządzeniu mocującym szyb, z zamykalnym otworem załadunkowym i otworem przelotowym dla gazów w górnej części szybu, przy czym urządzenie mocujące i zbiornik pieca są przesuwne względem siebie w poziomie.

Agregat do topienia tego typu jest znany z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO 90/10086. W znanym agregacie do topienia zewnętrzny segment sklepienia zbiornika pieca jest zastąpiony zamocowanym w konstrukcji mocującej szybem, który w swej górnej części ma zamykalny otwór załadunkowy dla materiału wsadowego oraz otwór przelotowy dla gazu. Gorące gazy piecowe są odprowadzane przez szyb i nagrzewają w drodze wymiany ciepła wsad, znajdujący się w szybie. Umożliwia to znaczną oszczędność energii.

Aby możliwe było przeprowadzenie procesu topienia bez uzupełniania wsadu całkowita ilość materiału wsadowego dla spuszczanej masy płynnego metalu powinna korzystnie mieścić się w całkowitej objętości pieca i szybu. Dlatego też ze względu na kolejny wymóg ograniczenia wysokości szybu, jego przekrój jest korzystnie prostokątny, zaś zbiornik pieca w widoku z góry stanowi owal, ograniczony z jednej strony prostą. Zmusza to do utworzenia nowego kształtu zbiornika pieca łącznie z kształtem zbiornika dolnego w porównaniu z szeroko rozpowszechnionymi okrągłymi kształtami zbiorników.

W znanym agregacie do topienia całe sklepienie zbiornika pieca jest poruszane względem zbiornika albo wspólnie z konstrukcją mocującą na której umieszczony jest szyb, albo niezależnie od niej. Korzystne okazało się rozłączne zamocowanie sklepienia zbiornika pieca na konstrukcji mocującej, umożliwiające przechylanie lub liniowy przesuw sklepienia zbiornika łącznie z szybem względem zbiornika pieca. W ostatnim z wymienionych wariantów możliwy jest celowy załadunek materiału wsadowego przez szyb do różnych obszarów zbiornika pieca.

183 524

W znanym agregacie do topienia istnieje również możliwość zatrzymania materiału wsadowego w komorze szybu za pomocą znajdujących się w dolnej części szybu elementów zatrzymujących, wskutek czego również po stopieniu wsadu podczas fazy odtleniania gorące gazy odlotowe można wykorzystać do podgrzania materiału wsadowego.

Tego typu elementy zatrzymujące są dokładnie opisane w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym nr WO 95/04910, na które powołuje się niniejsze zgłoszenie.

Z niemieckiego zgłoszenia patentowego nr DE-A-43 32 913 znany jest agregat do topienia z piecem łukowym, w którym sklepienie zamykające okrągły zbiornik pieca ma pierwszy i drugi segment. W każdym z obu segmentów sklepienia znajduje się otwór załadunkowy do ładowania materiału wsadowego. Nad każdym z otworów załadunkowych umieszczony jest szybowy zasobnik do podgrzewania ładowanego do zbiornika materiału wsadowego. Zasobniki te są zamocowane nad piecem łukowym na pomoście hali, dzięki czemu niezależnie od zbiornika pieca duże ciężary załadowanych materiałem wsadowym zbiorników są przejmowane bezpośrednio przez pomost.

W jednej z postaci wykonania opisanych we wspomnianych publikacjach sklepienie pieca jest podzielone w kierunku wspornika elektrod i odchylane w postaci niezależnych skrzydeł od górnej części zbiornika. Stwarza to możliwość otwierania górnej części zbiornika dla specjalnych wyrobów lub w celu skontrolowania pieca. Nie jest tu przewidziane wspólne wychylanie podwieszonych na pomoście zasobników. Pomiędzy odchylanymi połowami sklepień znajduje się tylko jeden otwór elektrodowy. Mieszczące pomiędzy sobą wspornik elektrody, podwieszone na pomoście zasobniki uniemożliwiają boczne wychylanie tego wspornika. To z kolei wyklucza bezpośredni załadunek materiału wsadowego do zbiornika pieca za pomocą kosza.

Wynalazek ma na celu zastosowanie tej wyróbowanej techniki w już istniejących urządzeniach. Istniejące piece łukowe powinny zostać przy minimalnych nakładach tak przezbrojone, aby jak największą ilość elementów istniejącego urządzenia można było dalej wykorzystać, zaś budynek, w którym jest umieszczony agregat do topienia, nie musiał być w znaczącym stopniu zmieniany. Występuje tutaj ten problem, że w typowych piecach łukowych z okrągłym lub owalnym zbiornikiem pieca, w których elektrody są usytuowane w środku sklepienia zbiornika, miejsce przeznaczone pod wykorzystywany jako podgrzewacz wsadu szyb, który poza elektrodami ma stanowić zewnętrzny segment sklepienia zbiornika, zwłaszcza przy uwzględnieniu wysokości budynku, jest tak ograniczone, że w szybie nie można zapewnić wystarczającej objętości dla podgrzewanego materiału wsadowego. Zbiornik pieca może się składać z jednej części lub może być podzielony wzdłuż linii żużla na zbiornik dolny (dolną część zbiornika) i zbiornik górny (górną część zbiornika). Sklepienie pieca jest najczęściej wypukłe i ma usytuowane współśrodkowo trzy otwory (piec na prąd zmienny) lub usytuowany centralnie jeden otwór (piec na prąd stały) dla elektrod(y), które to otwory nazywane są otworami elektrodowymi.

Celem wynalazku jest takie udoskonalenie agregatu do topienia, aby można było zastosować jak najwięcej elementów istniejących pieców lukowych, to znaczy, aby jak najmniej części trzeba było zastąpić lub zmienić.

W piecu łukowym z okrągłą lub owalną dolną częścią zbiornika, w którym elektrody są usytuowane współśrodkowo w obszarze środka, przy ograniczeniach wymiarowych, uwarunkowanych rozmieszczeniem elektrod i wysokością hali, należy zapewnić taką objętość szybu dla nagrzewanego wsadu, która wystarczy do realizacji procesu topienia w miarę możności bez uzupełniania wsadu.

Umieszczone w szybie elementy zatrzymujące dla materiału wsadowego należy dostosować do indywidualnych okoliczności.

Ponadto w rozwiązaniu według wynalazku należy umożliwić wyeliminowanie wychodzenia gazów piecowych w obszarze sklepienia pieca.

Agregat do topienia z piecem łukowym, zawierającym zbiornik pieca z wanną, zwaną dalej dolną częścią zbiornika, i usytuowanymi nad wanną ściankami bocznymi, zwanymi dalej górną częścią zbiornika, oraz sklepienie, z co najmniej jednym otworem elektrodowym w jego segmencie po stronie elektrodowej, zwanym dalej pierwszym segmentem sklepienia, i otwo

183 524 rem dla przechodzenia materiału w położonym obok otworu elektrodowego, jego segmencie po stronie szybowej, zwanym dalej drugim segmentem sklepienia, a ponadto powyżej otworu dla przechodzenia materiału umieszczony jest zamocowany w urządzeniu mocującym szyb, z zamykalnym otworem załadunkowym i otworem przelotowym dla gazów w górnej części szybu, przy czym urządzenie mocujące i zbiornik pieca są przesuwne względem siebie w poziomie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pierwszy i drugi segment sklepienia mają postać oddzielnych podzespołów, przy czym w rzucie pionowym część wewnętrznego zarysu przekroju poprzecznego szybu leży poza wewnętrznym zarysem górnej krawędzi dolnej części zbiornika, a górna część zbiornika w obszarze pod szybem i/lub widziana od strony otworów elektrodowych, tylna ściana szybu ma zbieżny w kierunku środka zbiornika sektor ściany.

Szyb jest ułożyskowany w konstrukcji ramowej, która poprzez urządzenie podnoszące jest zamocowana w urządzeniu mocującym, przy czym urządzenie mocujące jest przesuwne poziomo.

Co najmniej na jednej z obu graniczących ze sobą krawędzi pierwszego i drugiego segmentu sklepienia znajduje się uszczelnienie szczeliny sklepienia.

Natomiast widziana od strony otworów elektrodowych tylna ściana szybu ma sektor zbiezny w kierunku górnej krawędzi dolnej części zbiornika.

Korzystnie, pierwszy segment sklepienia ma w widoku z góry kształt owalu ograniczonego cięciwą zaś zarys dolnej krawędzi widzianej od strony otworów elektrodowych przedniej ściany szybu jest dopasowany do zarysu cięciwy.

Profil dolnej krawędzi widzianej od strony otworów elektrodowych tylnej ściany szybu i graniczących z nią bocznych ścian szybu w obszarze drugiego segmentu sklepienia odpowiada profilowi górnej krawędzi zbiornika.

Korzystnie, profil przekroju poprzecznego w górnym odcinku szybu jest prostokątny, zaś profil widzianej od strony otworów elektrodowych, tylnej ściany szybu oraz łączących się z nią bocznych ścian szybu jest zbieżny od góry do dołu poprzez profil owalny do okrągłego profilu górnej krawędzi dolnej części zbiornika lub górnej części zbiornika.

Alternatywnie profil przekroju w górnym odcinku szybu jest prostokątny, zaś profil widzianej od strony otworów elektrodowych tylnej ściany szybu oraz łączących się z nią bocznych ścian szybu jest zbieżny od góry do dołu poprzez profil wielokątny do profilu okrągłego górnej krawędzi dolnej części zbiornika lub górnej części zbiornika, przy czym profil wielokątny stanowi profil odpowiadający linii trapezowej.

Korzystnie, widziana od strony otworów elektrodowych przednia ściana szybu jest zbieżna i przebiega równolegle do tylnej ściany szybu.

Szyb w swoim dolnym obszarze ma elementy zatrzymujące dla przeznaczonego do ogrzewania materiału wsadowego zawierające rozmieszczone równolegle i w odstępie względem siebie palce, które są osadzone w łożyskach obrotowych w poziomej belce konstrukcji ramowej i są uchylne.

Korzystnie, łożyska obrotowe dla uchylnych palców są umieszczone w konstrukcji ramowej na tylnej ścianie szybu, zaś z graniczących z nią bocznych ścian szybu do jego wnętrza wystają stałe palce, których końce znajdują się w położeniu zamkniętym w sąsiedztwie obu zewnętrznych uchylnych palców.

Wewnętrzne odcinki uchylnych palców są w położeniu zamkniętym nachylone ukośnie w dół, zaś wewnętrzne końce zwróconych ku uchylnym palcom, stałych palców mają w przybliżeniu takie samo nachylenie, jak oba zewnętrzne uchylne palce w ich położeniu zamkniętym.

Korzystnie, w szybie, w którym widziana od strony otworów elektrodowych tylna ściana szybu i łączące się z nią boczne ściany szybu są zbieżne od góry do dołu poprzez mający kształt linii trapezowej profil wielokątny do profilu okrągłego, granicząca z tylną ścianą szybu, pozioma belka konstrukcji ramowej wraz z łożyskami obrotowymi dla uchylnych palców przebiega równolegle do zarysu trapezowej linii tylnej ściany szybu.

Aby szyb, usytuowany z boku przy elektrodach na sklepieniu zbiornika, miał objętość wystarczającą dla podgrzewanego materiału wsadowego, dobrany jest na tyle duży przekrój szybu, że w widoku z góry wewnętrzny zarys widzianej z otworów elektrodowych, tylnej

183 524 ściany co najmniej górnego odcinka szybu leżał poza wewnętrznym zarysem górnej krawędzi dolnej części zbiornika pieca. Korzystnie profil przekroju szybu jest w tym odcinku prostokątny lub trapezowy. Ukształtowanie według wynalazku sektora górnej części zbiornika w obszarze poniżej szybu, mianowicie zaopatrzenie górnej części zbiornika w zbieżny od jej górnej do dolnej krawędzi sektor ściany, powoduje powstanie przejścia pomiędzy ścianami szybu, leżącymi na zewnątrz wewnętrznego zarysu dolnej części zbiornika, i wewnętrznym zarysem górnej krawędzi dolnej części zbiornika, w postaci wanny pieca, kierującego bez przeszkód materiał wsadowy z zewnętrznych obszarów szybu do dolnej części zbiornika. Przejście od mającego prostokątny profil kształtu szybu do okrągłego lub owalnego zbiornika pieca może być realizowane na różne sposoby, na przykład za pomocą przekrojów prostokątowal-koło lub prostokąt-wielokąt-koło. Zbieżny sektor ściany stanowią korzystnie, podobnie jak pozostałe sektory górnej części zbiornika, chłodnice płytowe, które przy załadunku wsadu przez szyb doprowadzają go do, mającej okrągły lub owalny przekrój, dolnej części zbiornika (wanny) pieca.

Przejście z lezącego w widoku z góry poza wewnętrznym zarysem górnej krawędzi dolnej części zbiornika pieca, wewnętrznego zarysu ścian szybu do górnej krawędzi okrągłej lub owalnej dolnej części zbiornika pieca można umieścić nad górną krawędzią górnej części zbiornika, to znaczy nad krawędzią zbiornika pieca, jeżeli odwrotne względem otworów elektrodowych ściany szybu są poprowadzone ukośnie do wewnątrz w kierunku środka zbiornika (osi symetrii zbiornika), względnie do górnej krawędzi górnej części zbiornika. Takie prowadzenie może mieć miejsce w dolnym odcinku szybu, albo za pomocą zbieżnego, owalnego elementu ściennego, albo za pomocą płaskich elementów, poprzez które odwrotna względem elektrod ściana szybu przechodzi w przekroju poziomym od profilu liniowego do profilu wielokątnego, korzystnie trapezowego. Korzystnie dolna krawędź odwrotnych względem elektrod ścian szybu ma w przybliżeniu taki sam zarys wewnętrzny, jak górna krawędź zbiornika pieca. Zarys ten odpowiada wówczas również zarysowi drugiego segmentu sklepienia, na którym usytuowany jest szyb.

W agregacie do topienia według wynalazku całą dolną część pieca łącznie z dolną częścią zbiornika pieca oraz urządzeniem do podnoszenia i opuszczania elektrod można wykorzystać przy przebudowie pieca.

Jeżeli zbiezne przejście od przekroju prostokątnego do okrągłego przekroju zbiornika pieca rozpoczyna się juz w górnym odcinku szybu, na przykład tuż pod górnym otworem szybu, wówczas przednia ściana, patrząc od strony elektrod, musi biec równolegle do tylnej ściany szybu, tak aby wewnętrzny przekrój szybu nie zmniejszał się od góry do dołu.

Jeżeli zatem liniowy profil przekroju tylnej ściany szybu, prostokątnego w górnym odcinku, przejdzie w profil wielokątny, korzystnie trapezowy, wówczas równolegle należy odpowiednio poprowadzić również przednią ścianę szybu, co oznacza, że również liniowy profil przedniej ściany szybu należy w ten sam sposób przeprowadzić zbieżnie w kierunku środka zbiornika pieca w odnośny profil wielokątny. Profil przekroju w dolnym odcinku szybu składa się wówczas z dwóch równoległych linii wielokątnych lub trapezowych, połączonych profilami ścian bocznych. Jeżeli w najniższym odcinku szybu jego tylna ściana i graniczące z nią ściany boczne zostaną utworzone z sektora ściany zbieżnego w kierunku górnej krawędzi okrągłego lub owalnego zbiornika, wówczas przy przebudowie można wykorzystać nawet istniejącą górną lub owalną górną część zbiornika. Rozwiązanie to ma szczególne znaczenie w piecach łukowych z wypukłym sklepieniem i szybem zaopatrzonym w elementy zatrzymujące. ....

W innej postaci niniejszego wynalazku pierwszy zawierający otwór elektrodowy, oraz drugi, zawierający szyb, segment sklepienia mają postać oddzielonych od siebie szczeliną podzespołów, przesuwnych względem zbiornika pieca niezależnie od siebie w kierunku poziomym. W tym przypadku przy przebudowie można wykorzystać również części starego sklepienia.

Szczelinę w sklepieniu, powstającą wskutek podziału na dwa, wzajemnie niezależne, przesuwne poziomo lub uchylne względem zbiornika pieca podzespoły, można - jeżeli jest to

183 524 potrzebne - w prosty sposób uszczelnić, w związku z czym nie istnieje tutaj niebezpieczeństwo zanieczyszczenia środowiska przez wychodzące gazy piecowe.

Szczególne rozmieszczenie i ukształtowanie elementów zatrzymujących uwzględnia istnienie strefy przejściowej pomiędzy zarysem prostokątnym i okrągłym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w czterech przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia agregat do topienia z zamkniętym sklepieniem zbiornika pieca w widoku z boku, fig. 2 - ten sam agregat z usuniętym drugim segmentem sklepienia zbiornika, zawierającym szyb, fig. 3 - agregat do topienia z zaznaczonym na fig. 2 przekrojem ΠΙ-ΠΙ szybu przy odchylonym pierwszym segmencie sklepienia, z owalnym kształtem przejścia od prostokątnego przekroju szybu do okrągłej dolnej części zbiornika pieca, w widoku z góry, fig. 4 - przekrój IV-IV z fig. 3 przy zamkniętym sklepieniu zbiornika, to znaczy z nachylonym pierwszym segmentem sklepienia łącznie z elektrodami i wsuniętym drugim segmentem sklepienia, fig. 5 - fragment fig. 4 w powiększeniu, fig. 6 - drugi przykład wykonania, w którym przejście od prostokątnego przekroju szybu w okrągły zbiornik pieca rozpoczyna się w dolnym odcinku szybu pod elementami zatrzymującymi i ma kształt wielokątny, w widoku odpowiadającym fig. 3, fig. 7 - trzeci przykład wykonania, w którym przejście od prostokątnego przekroju szybu w okrągły zbiornik pieca rozpoczyna się w górnym odcinku szybu nad elementami zatrzymującymi, w widoku odpowiadającym fig. 6, fig. 8 - przykład wykonania z fig. 8 w widoku odpowiadającym fig. 4, fig. 9 - istotną część przekroju ΙΧ-ΙΧ z fig. 8, a fig. 10 modyfikację trzeciego przykładu wykonania, z okrągłą górną częścią zbiornika pieca, nie mającą zbieżnego odcinka ściany, w widoku odpowiadającym fig. 8.

Agregat do topienia, przedstawiony na fig. 1 i do fig. 5 jako pierwszy przykład wykonania, zawiera piec łukowy 1 z osadzonym na kołysce 2 zbiornikiem 3 pieca i osłaniającym górną krawędź zbiornika pieca, wypukłym sklepieniem 4 zbiornika. Zbiornik 3 pieca składa się ze stanowiącej wymurowaną wannę pieca, dolnej części 5 do umieszczenia płynnego metalu oraz górnej części 6, utworzonej zazwyczaj z elementów chłodzonych wodą. Jak widać zwłaszcza na fig. 3 do fig. 5, sklepienie 4 zbiornika składa się z pierwszego segmentu 7, przedstawionego na fig. 3 w pozycji odchylonej, oraz drugiego segmentu 8, utworzonego w zasadzie przez dolny końcowy odcinek szybu 9 lub ramę 10, stanowiącą dolny odcinek szybu 9 (fig. 1 i fig. 2). Na fig. 1 dwuczęściowe sklepienie zbiornika pieca jest zamknięte, zaś na fig. 2 obejmujący szyb 9, drugi segment sklepienia jest wysunięty.

Jak widać zwłaszcza na fig. 3 do fig. 5, część przedstawiona na rysunkach w prawo od środka zbiornika pieca odpowiada typowemu piecowi łukowemu z okrągłym zbiornikiem i wsuwanymi w zbiornik współśrodkowo względem jego środka 11 (oś symetrii zbiornika, patrz fig. 3 i fig. 4) elektrodami 12. Jedynie obszar przedstawiony na rysunku z lewej strony elektrod 12 jest nad dolną częścią zbiornika inny niż przy typowym wykonaniu pieca łukowego z okrągłym zbiornikiem.

Pierwszy segment 7 sklepienia jest wypukły i ma tak zwane serce 13 z otworami elektrodowymi 14 (fig. 5) dla trzech, wsuwanych w zbiornik elektrod 12 w typowym trójkątnym układzie pieca łukowego na prąd zmienny.

Elektrody 12 są zamocowane na wspornikach 15 i podnoszone lub opuszczane oraz wychylane na bok za pomocą urządzenia podnosząco-przechylającego 16. Pierwszy segment 7 sklepienia jest za pomocą urządzenia podnosząco-przechylającego 17 podnoszony z położenia, przedstawionego na fig. 4 i fig. 5, w którym spoczywa on na krawędzi zbiornika, i przechylany na bok w położenie, przedstawione na fig. 3, aby odsłonić zbiornik pieca, na przykład celem załadowania kosza. Odpowiednie urządzenie podnosząco-przechylające jest przedstawione na przykład w europejskim opisie patentowym nr EP-0 203 339.

W przykładzie wykonania na kołyskę 2 nasadzony jest nie tylko zbiornik 3 pieca, lecz także urządzenie podnosząco-przechylające 17 oraz urządzenie podnosząco-przechylające 16, w związku z czym zbiornik pieca może być przechylany razem z elektrodami.

Aby przy przebudowie nie trzeba było zmieniać układu elektrodowego, w rozwiązaniu według pierwszego przykładu wykonania pierwszy segment sklepienia zbiornika ma postać ograniczonego cięciwą 18 owalu 19, zawierającego typową konfigurację elektrod. Przy nasadzonym na zbiornik pieca pierwszym segmencie sklepienia cięciwa 18 musi leżeć w kierunku

183 524 przechylania, to znaczy w widoku na fig. 2 prostopadle do płaszczyzny rysunku. Dzięki temu zbiornik 3 pieca można przechylać celem dokonania spustu lub odżużlenia z zamkniętym segmentem 7 sklepienia i bez przemieszczania segmentu 8 sklepienia. Szyb 9 należy przy tym jedynie lekko podnieść. W ten sposób zmniejsza się straty ciepła wskutek promieniowania, względnie gorące gazy piecowe przechodzą w większej części do nagrzewanego wstępnie szybu. Szczelinę powstającą przy unoszeniu szybu 9 pomiędzy dolną krawędzią szybu lub drugim segmentem 8 sklepienia i krawędzią 39 zbiornika (fig. 5) można ewentualnie uszczelnić za pomocą osłony lub innych elementów, zamocowanych na szybie lub na krawędzi zbiornika pieca.

Szyb 9 jest zamocowany w konstrukcji ramowej 20, która może otaczać szyb 9 na kształt klatki, przy czym przedstawiona na fig. 1 i fig. 2 rama 10 drugiego segmentu 8 sklepienia stanowi część konstrukcji ramowej. Przedstawiona na figurach rysunku jedynie schematycznie konstrukcja ramowa 20, na której zamocowany jest szyb 9, jest tak osadzona w urządzeniu mocującym 21, że można ją podnosić i opuszczać wspólnie z szybem za pomocą urządzenia podnoszącego 22. W tym celu na poprzecznych belkach 23 konstrukcji ramowej znajdują się miejsca zamocowania 24 dla wspartych na urządzeniu mocującym 21 urządzeń podnoszących 22, w związku z czym poprzeczna belka 23, a wraz z nią konstrukcja ramowa 20 z zamocowanym na niej szybem, jest podnoszona z pozycji dolnej, przedstawionej na fig. 1, w pozycję górną, przedstawioną na fig. 2. Drążki prowadzące 25 zapewniają przy tym wymagane prowadzenie.

Urządzenie mocujące 21 jest wraz z szybem 9 przesuwne poziomo. W tym celu na szkielecie 26 umieszczone są szyny 27, zaś urządzenie mocujące 21 jest zaopatrzone w koła 28, umożliwiające przemieszczanie urządzenia mocującego 21 w kierunku poziomym.

Szyb 9 jest od góry zamknięty pokrywą 29, która w przedstawionym przykładzie jest przesuwna poziomo na szynach 30, aby można było udostępnić górny otwór szybu dla załadowania go za pomocą dźwigu 31 (fig. 4). Kołpakowa pokrywa 29 szybu ma z tyłu na fig. 1 otwór przelotowy 32 dla gazu, połączony z przewodem 33 gazów odlotowych, gdy szyb 9, a zatem również rama 10, znajdują się w położeniu, przedstawionym na fig. 1.

Na fig. 3 widać, że szyb 9 ma prostokątny przekrój. Korzystnie szyb jest prostokątny w dolnej części, jeżeli zastosowane są elementy zatrzymujące dla materiału wsadowego, opisane szczegółowo poniżej. Szyb 9 ma zatem co najmniej w swej dolnej części prostokątnie usytuowane ściany, z sąsiadującą przy zamkniętym sklepieniu (fig. 1, fig. 4 i fig. 5) z cięciwą 18 pierwszego segmentu 7 sklepienia, przednią ścianą 34, odwrotną względem cięciwy 18, tylną ścianą oraz dwiema, łączącymi je, bocznymi ścianami 36 i 37. Przednia ściana 34 szybu ma przy tym w przybliżeniu taką samą długość, jak cięciwa 18, to znaczy ściana 34 szybu graniczy z wąską szczeliną 38 sklepienia na cięciwie 18. Szczelina sklepienia jest przedstawiona w powiększeniu na fig. 5.

W tym miejscu należy zauważyć, że w wypukłym sklepieniu zbiornika, jak jest przedstawiona na fig. 4 i fig. 5, cięciwa jest prosta jedynie w widoku z góry, poza tym jednak stanowi linię, której kształt odpowiada przekrojowi wypukłego profilu, w związku z czym również dolna krawędź przedniej ściany 34 szybu ma taki sam kształt.

Przy zamkniętym sklepieniu zbiornika pieca, to znaczy w stanie przedstawionym na fig. 1, fig. 4 i fig. 5, zewnętrzny zarys sklepienia składa się z dolnej krawędzi tylnej ściany 35 szybu, dolnej krawędzi obu, połączonych z nią, bocznych ścian 36 i 37 szybu oraz graniczącej z nią od tyłu, owalnej części 19 pierwszego segmentu 7 sklepienia. Do tego zarysu dopasowana jest górna krawędź 39 zbiornika, to znaczy górna krawędź górnej części 6 zbiornika. Zarys górnej krawędzi 39 zbiornika odpowiada zatem w tym przykładzie wykonania ograniczonemu prostą lub płaskim łukiem 40 owalowi z zaokrąglonymi narożami 41.

Przejście od sektora krawędzi zbiornika wyznaczonego przez prostą 40 i graniczące z nią segmenty owalu do odnośnego sektora okrągłego przekroju dolnej części zbiornika jest zrealizowane za pomocą zbieżnego sektora 42 ściany górnej części 6 zbiornika (patrz fig. 3).

Jak już wspomniano i przedstawiono na fig. 5, pierwszy segment 7 sklepienia jest oddzielony od drugiego segmentu 8 sklepienia szczeliną 38, która przebiega równolegle do cięciwy 18, tak aby zbiornik pieca można było przechylić w wyznaczonym przez kołyskę kierun

183 524 ku, w którym patrząc od środka 11 zbiornika ustawiony jest otwór spustowy 43 i otwór roboczy 44, nie natrafiając przy tym na przeszkody w postaci graniczącej przedniej ściany 34 szybu 9. Ponieważ drugi segment 8 sklepienia, a zatem również szyb 9, jest zamocowany w osadzonym na szkielecie 26 urządzeniu mocującym, czyli nie na kołysce, ta część sklepienia nie może być jednocześnie przechylana. Wystarcza jednak nieznaczne uniesienie dolnej krawędzi szybu z górnej krawędzi 39 zbiornika, aby umożliwić niewielki ruch uchylny zbiornika pieca ze spoczywającym na nim pierwszym segmentem sklepienia i wsuniętymi elektrodami.

Aby przez szczelinę 38 pomiędzy obydwoma segmentami sklepienia nie mogły wydostawać się gazy piecowe, w kolejnym przykładzie wykonania wynalazku na co najmniej jednej z graniczących ze sobą krawędzi 45 lub 46 pierwszego lub drugiego segmentu sklepienia umieszczone są uszczelnienia służące do uszczelniania szczeliny 38 sklepienia. Tego typu uszczelnienia są opisane poniżej.

Jedno z tych uszczelnień polega na tym, że w szczelinę 38 wdmuchiwany jest gaz uszczelniający 47. W tym celu wzdłuż krawędzi 46, to znaczy na przedniej ścianie 34 szybu znajduje się kanał 48 ze zwróconym ku szczelinie 38 otworem dyszowym, względnie szeregiem otworów. Kanał ten stanowi w przykładzie wykonania pusty wewnątrz pręt 49, zamocowany na przedniej ścianie 34 szybu. Otwór dyszowy znajduje się na spodzie pustego wewnątrz pręta i jest oznaczony odnośnikiem 50.

Kolejne uszczelnienie, które można stosować dodatkowo, polega na tym, że na krawędzi 45 pierwszego segmentu sklepienia znajduje się chłodzona rurami chłodzącymi listwa 51, która przy zamkniętym sklepieniu wchodzi z luzem w rowek 52. W niniejszym przypadku rowek 52 utworzony jest przez spód pustego wewnątrz pręta 49 w połączeniu z umieszczoną na pustym wewnątrz pręcie, wygiętą listwą uszczelniającą 53.

Korzystnie szyb 9 jest zaopatrzony w elementy zatrzymujące w postaci palców 54 dla materiału wsadowego. Szczególnie nadają się do tego zastosowania elementy zatrzymujące opisane w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym nr WO 95/04910. Elementy zatrzymujące w postaci palców 54 wymagają jednak szczególnego ukształtowania i ustawienia, odpowiednio do zarysu górnej krawędzi 39, 40, 41 zbiornika oraz ukształtowania zbieżnego sektora 42 ściany. '

W pierwszym przykładzie wykonania przejście od prostokątnego przekroju szybu poprzez owal do okrągłego przekroju dolnej części zbiornika określa, wynikające ze zbieżnego sektora 42 ściany górnej części zbiornika, dalsze wymagania odnośnie prowadzenia wsadu przy przechylaniu palców w położenie otwarte. Kąt obrotu zewnętrznych palców jest ograniczony. W ramach dopasowania do kształtu sektora 42 ściany górnej części 6 zbiornika, poza uchylnymi palcami 54 przewidziane są również, służące jako odbojniki, stałe palce 55.

Uchylne palce 54 są usytuowane równolegle i w odstępie względem siebie (patrz fig. 3) oraz osadzone w łożyskach obrotowych 56, umieszczonych w konstrukcji ramowej 20 na tylnej ścianie 35 szybu. Uchylne palce 54 są przechylane do dołu z pozycji zamkniętej, zaznaczonej linią ciągłą na fig. 5, w której wewnętrzne odcinki palców wchodzą do wnętrza szybu i blokują przechodzenie wsadu, w pozycję otwartą zaznaczoną na fig. 5 linią punktową w której wewnętrzne odcinki palców są skierowane w dół i umożliwiają przechodzenie wsadu przez szyb. Uchylne palce 54 są również w pozycji zamkniętej nachylone do poziomu w dół pod kątem około 20°.

Drugie palce 55, mające postać palców stałych, są osadzone sprężyście w konstrukcji ramowej 20 obok bocznych ścian 36 i 37 szybu, przez które wchodzą do wnętrza szybu, przy czym są one również rozmieszczone we wzajemnym odstępie. Końce 57 stałych palców leżą w sąsiedztwie obu zewnętrznych uchylnych palców 54, gdy te ostatnie znajdują się w położeniu zamkniętym (ciągła linia na fig. 5). Dzięki temu w dolnej części szybu powstaje, obejmujący cały przekrój szybu, zespół zatrzymujący dla wsadu, umożliwiający wchodzenie gorących gazów piecowych do zatrzymanej w szybie kolumny wsadu, a zatem jej nagrzewanie. Przy wspólnym opuszczaniu uchylnych palców 54 z zaznaczonej ciągłą linią na fig. 5 pozycji zamkniętej w zaznaczoną linią punktową pozycję otwartą spadający materiał jest kierowany zarówno przez uchylne palce 54 jak też stałe palce 55 w kierunku środka, to znaczy do okrą

183 524 głej, dolnej części zbiornika, co chroni sektor 42 ściany górnej części zbiornika przed zbyt dużym obciążeniem.

W przedstawionym na fig. 6, drugim przykładzie wykonania przejście od prostokątnego przekroju szybu 9 do okrągłego przekroju dolnej części 5 zbiornika stanowi przekrój wielokątny, który w tym przykładzie ma kształt trapezowy. Poza tym przejście to rozpoczyna się już nad górną krawędzią 39 górnej części zbiornika w ten sposób, że w dolnym, leżącym pod elementami zatrzymującymi w postaci palców 54, odcinku szybu naroża pomiędzy ścianami 35 i 36 oraz 35 i 37 szybu sązbiezne w kierunku środka zbiornika. Zbieżne sektory ścian szybu są oznaczone odnośnikami 58 i 59. Stanowią one płaskie powierzchnie, przeprowadzające przekrój prostokątny w trapezowy przekrój ścian 36, 35 i 37, który następnie przekształca się, poprzez prosty odcinek 40a i 4la, w profil górnej krawędzi 39 zbiornika. Z trapezowego w obszarze pod szybem 9 zarysu górnej krawędzi 39 górnej części zbiornika następuje dalsze przejście do okrągłego przekroju dolnej części zbiornika za pomocą zbieżnego sektora 42a ściany.

Przy kształcie przejścia uwidocznionym na fig. 6, można zrezygnować ze służących jako odbojniki, stałych palców 55 pierwszej postaci wykonania. Leżące nad sektorami 58 i 59 ścian szybu palce 54 nie mogą być jednak przechylane tak daleko do dołu, jak palce środkowe. Na fig. 6 otwarte położenie palców 54 jest zaznaczone liniami ciągłymi, zaś położenie zamknięte liniami przerywanymi. Widać tutaj, że w niniejszym przykładzie po trzy palce, sąsiadujące odpowiednio ze ścianami 36 i 37 szybu, dla których przedstawiona jest pozycja maksymalnego otwarcia, nie mogą być przechylone w dół tak daleko, jak palce środkowe. Zakłada to indywidualne sterowanie uchylnym ruchem tych palców, podczas gdy palce środkowe mogąbyć przechylane wspólnie.

W drugim przykładzie wykonania przejście od przekroju prostokątnego do przekroju okrągłego zaczyna się już w dolnym odcinku szybu pod elementami zatrzymującymi, przy czym sąsiadująca z otworami elektrodowymi ściana 34 nie jest zmieniona w stosunku do pierwszego przykładu wykonania. Mimo to przekrój przelotowy szybu w jego dolnej części nie wykazuje, przynajmniej zauważalnego, zwężenia, jeżeli sklepienie zbiornika jest wypukłe, zaś dolna krawędź ściany 34 szybu odpowiada zarysowi wypukłości.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 7 do fig. 9 przejście od przekroju prostokątnego do przekroju okrągłego znajduje się już w górnym odcinku szybu - jak widać na fig. 8, bezpośrednio pod górnym otworem szybu - przy czym również tutaj, podobnie jak w drugim przykładzie wykonania, patrząc od strony elektrod tylna ściana 35 szybu przechodzi w zarys trapezowy. Aby przekrój szybu nie zmniejszał się od góry do dołu powinien się on raczej zwiększać, aby umożliwiać swobodne opróżnianie - w trzecim przykładzie wykonania również widziana od strony otworów elektrodowych przednia ściana 34 szybu jest zbieżna w kierunku środka zbiornika, równolegle do tylnej ściany 35 szybu. Zbieżne odcinki tylnej ściany szybu są oznaczone odnośnikami 60 i 61, zaś przednie odnośnikami 62 i 63.

Ponieważ w tym przykładzie wykonania przejście rozpoczyna się nad palcami 54, palce te są umieszczone w płaszczyźnie, w której zarówno tylna ściana 35 szybu, jak i jego przednia ściana 34 tworzą linię trapezową. Odpowiednio do tego przekroju również granicząca z tylną ścianą 35 szybu, pozioma belka konstrukcji ramowej 20, w której znajdują się łożyska obrotowe 56 uchylnych palców 54, jest ustawiona równolegle do trapezowego zaiysu tylnej ściany 35 szybu. Inaczej niż w drugiej postaci wykonania wszystkie palce mogą być otwarte na jednakową szerokość, podobnie jak w pierwszym przykładzie wykonania. Otwarte położenie palców 54 jest ukazane na fig. 7 i fig. 9 liniami ciągłymi, zaś położenie zamknięte liniami przerywanymi.

Ponieważ dla wyeliminowania zwężenia przelotowego przekroju również przednia ściana szybu jest zbieżna ku dołowi, wskutek czego w widoku z góry zarys dolnej krawędzi ściany 34 szybu ma kształt linii trapezowej, granicząca krawędź (cięciwa 18a) pierwszego segmentu 7 sklepienia zbiornika ma taki sam zarys. Dzięki temu w przedstawionym na fig. 9, nachylonym i wsuniętym położeniu obu segmentów 7 i 8 sklepienia szczelina pomiędzy obydwoma segmentami sklepienia jest na całej swej długości tak samo wąska, jak w poprzednich przykładach wykonania.

183 524 11

Na fig. 10 przedstawiona jest modyfikacja trzeciego przykładu wykonania. Przy przebudowie możliwe jest tutaj wykorzystanie istniejącej okrągłej lub owalnej, górnej części zbiornika. W przedstawionym na fig. 10 przykładzie wykonania tylna ściana 35 szybu zbiega poniżej palców 54 do okrągłego profilu przekroju górnej krawędzi górnej części 6 okrągłego lub owalnego zbiornika pieca. Poza tym postać wykonania z fig. 10 odpowiada trzeciemu przykładowi wykonania. Korzystne są tutaj wypukłe sklepienie, które zapobiega zmniejszeniu wewnętrznego przekroju szybu w jego dolnej części, oraz uchylne palce 54, które przy przechylaniu kierują materiał wsadowy do dołu w kierunku środka zbiornika i chronią jego górną krawędź przed spadającym materiałem wsadowym.

183 524

FIG. 2

//7////

183 524

FIG. 3

183 524

20χ 35

183 524

FIG. 6

FIG. 7

183 524

FIG. 8

183 524

FIG. 9

183 524

FIG. 10

183 524

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Agregat do topienia z piecem łukowym zawierającym zbiornik pieca z wanną, zwaną dalej dolną częścią zbiornika, i usytuowanymi nad wanną ściankami bocznymi, zwanymi dalej górną częścią zbiornika, oraz sklepienie, z co najmniej jednym otworem elektrodowym w jego segmencie po stronie elektrodowej, zwanym dalej pierwszym segmentem sklepienia, i otworem dla przechodzenia materiału w położonym obok otworu elektrodowego, jego segmencie po stronie szybowej, zwanym dalej drugim segmentem sklepienia, a ponadto powyżej otworu dla przechodzenia materiału umieszczony jest zamocowany w urządzeniu mocującym szyb, z zamykalnym otworem załadunkowym i otworem przelotowym dla gazów w górnej części szybu, przy czym urządzenie mocujące i zbiornik pieca są przesuwne względem siebie w poziomie, znamienny tym, ze pierwszy i drugi segment (7 lub 8) sklepienia mają postać oddzielnych podzespołów, przy czym w rzucie pionowym część wewnętrznego zarysu przekroju poprzecznego szybu leży poza wewnętrznym zarysem górnej krawędzi dolnej części zbiornika, a górna część (6) zbiornika w obszarze pod szybem (9) i/lub widziana od strony otworów elektrodowych (14), tylna ściana (35) szybu ma zbieżny w kierunku środka (11) zbiornika sektor (42, 42a, 58, 59, 60, 61) ściany.
2. Agregat według zastrz. 1, znamienny tym, że szyb (9) jest ułożyskowany w konstrukcji ramowej (20), która poprzez urządzenie podnoszące (22) jest zamocowana w urządzeniu mocującym (21), przy czym urządzenie mocujące (21) jest przesuwne poziomo.
3. Agregat według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej na jednej z obu graniczących ze sobą krawędzi (45, 46) pierwszego i drugiego segmentu (7 lub 8) sklepienia znajduje się uszczelnienie (38) szczeliny sklepienia.
4. Agregat według zastrz. 1, znamienny tym, że widziana od strony otworów elektrodowych (14) tylna ściana (35) szybu ma sektor (58, 59, 60, 61) zbieżny w kierunku górnej krawędzi dolnej części (5) zbiornika.
5. Agregat według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że pierwszy segment (7) sklepienia ma w widoku z góry kształt owalu ograniczonego cięciwą (18, 18a), zaś zarys dolnej krawędzi widzianej od strony otworów elektrodowych (14) przedniej ściany (34) szybu jest dopasowany do zarysu cięciwy (18,18a).
6. Agregat według zastrz. 1, znamienny tym, że profil dolnej krawędzi widzianej od strony otworów elektrodowych (14) tylnej ściany (35) szybu i graniczących z nią bocznych ścian (36, 37) szybu w obszarze drugiego segmentu (8) sklepienia odpowiada profilowi górnej krawędzi (39) zbiornika.
7. Agregat według zastrz. 4, znamienny tym, że profil przekroju poprzecznego w górnym odcinku szybu (9) jest prostokątny, zaś profil widzianej od strony otworów elektrodowych (14), tylnej ściany (35) szybu oraz łączących się z nią bocznych ścian (36, 37) szybu jest zbieżny od góry do dołu poprzez profil owalny do okrągłego profilu górnej krawędzi dolnej części (5) zbiornika lub górnej części (6) zbiornika.
8. Agregat według zastrz. 4, znamienny tym, że profil przekroju w górnym odcinku szybu (9) jest prostokątny, zaś profil widzianej od strony otworów elektrodowych (14) tylnej ściany (35) szybu oraz łączących się z nią bocznych ścian (36, 37) szybu jest zbieżny od góry do dołu poprzez profil wielokątny do profilu okrągłego górnej krawędzi dolnej części (5) zbiornika lub górnej części (6) zbiornika.
9. Agregat według zastrz. 8, znamienny tym, ze profil wielokątny stanowi profil odpowiadający linii trapezowej.
10. Agregat według zastrz. 4 albo 7, albo 8, znamienny tym, że widziana od strony otworów elektrodowych (14) przednia ściana (34) szybu jest zbieżna i przebiega równolegle do tylnej ściany (35) szybu.

183 524
11. Agregat według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że szyb (9) w swoim dolnym obszarze ma elementy zatrzymujące (54, 55) dla przeznaczonego do ogrzewania materiału wsadowego zawierające rozmieszczone równolegle i w odstępie względem siebie palce (54), które są osadzone w łożyskach obrotowych (56) w poziomej belce konstrukcji ramowej (20) i są uchylne.
12. Agregat według zastrz. 11, znamienny tym, że łożyska obrotowe (56) dla uchylnych palców (54) są umieszczone w konstrukcji ramowej (20) na tylnej ścianie (35) szybu, zaś z graniczących z nią bocznych ścian (36, 37) szybu (9) do jego wnętrza wystają stałe palce (55), których końce (57) znajdują się w położeniu zamkniętym w sąsiedztwie obu zewnętrznych uchylnych palców (54).
13. Agregat według zastrz. 12, znamienny tym, że wewnętrzne odcinki uchylnych palców (54) są w położeniu zamkniętym nachylone ukośnie w dół, zaś wewnętrzne końce (57) zwróconych ku uchylnym palcom (54), stałych palców (55) mają w przybliżeniu takie samo nachylenie, jak oba zewnętrzne uchylne palce (54) w ich położeniu zamkniętym.
14. Agregat według zastrz. 11, znamienny tym, że w szybie (9), w którym widziana od strony otworów elektrodowych (14) tylna ściana (35) szybu i łączące się z nią boczne ściany (36, 37) szybu są zbiezne od góry do dołu poprzez mający kształt linii trapezowej profil wielokątny do profilu okrągłego, granicząca z tylną ścianą (35) szybu, pozioma belka konstrukcji ramowej (20) wraz z łożyskami obrotowymi (56) dla uchylnych palców (54) przebiega równolegle do zarysu trapezowej linii tylnej ściany (35) szybu.

* * *