DE1949471C3 - Klappendichtung fur Schachtofen, insbesondere fur im Hochdruckverfahren betreibbare Hochofen - Google Patents

Description

überhöhter Innendruck, demgegenüber gerade abgedichtet werden soll, dadurch ausgenutzt werden, indem mit Steigen des Innendruckes die Elastizitä: der Klappe.gestattet, eine höhere Dichtkraft in verschiedener Weise auszunutzen. Steigt nämlich der Gasdruck im Inneren des Ofenraumes eines Hochofens an, so tritt in gewissem Sinne eine Membianwirknng bei der erfindungsgemäßen Klappendichtung ein, die den eigentlichen Dichtrand veranlaßt, um einen geringen Betrag nach außen zu wandern. Die damit verbundene Schleifwirkung gestattet überraschenderweise, etwa auf den Dichtflächen befindlichen Staub oder Schmutz beiseite zu drücken, so daß eine Selbstreinigungs-Wirkung gegeben ist. Beide Dichtflächen suchen sich daher je nach den Druckverhältnissen eine gegenseitig günstigste Auflage, mit der die beabsichtigte Dichtwirkung verbunden ist. Das Merkmal der Abrundung des Dichtrandes trägt dazu bei, in jeglicher Biegestellung der »Membrane« einen Dichtrand von wünschenswerter ao Breite zur Verfügung zu stellen.

Für die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist nunmehr vorteilhaft, daß die Dichtfläche für einen radialen Schiebebereich der mit einem ovalen Dichtrand ausgestatteten Dichtklappe eben und geschliffen ist. Der Dichtrand der Dichtklappe wälzt sich daher in Zeiträumen unterschiedlicher innerer Gasdruck-Beaufschlagung, d. h. beim Druckaufbau auf der geschliffenen Fläche ab. Eine glatte Fläche erleichtert den Schmutz zu entfernen und erleichtert ferner das Gleiten bzw. Abwälzen des entsprechenden Teiles der Umfangslinie des betreffenden Klappenquerschnittes.

Nach einem anderen, besonders bevorzugten Erfindungsmerkmal ist vorgesehen, daß die Dichtfläche im Ovalbereich des Dichtrandes der Dichtklappe mit einer umlaufenden Rille ausgeführt ist. Die umlaufende Rille dient unterschiedlichen Zwekken. Zunächst kann in ihr am Dichtrand befindlicher Staub teilweise abgelagert werden. Zum anderen stützt sich der Dichtrand der Dichtklappe statisch bestimmt auf zwei Stellen am ovalen Umfangsbereich. Es ist daher möglich, eine besonders gute Dichtwiikung beim Druckaufbau zu erzielen, wobei die Elastizität der Dichtklappe dazu beiträgt, eventuelle verzogene Dichtklappen eben zu richten, d. h. dem Verlauf der Rillc-ränder anzupassen.

In Weiterverfolgung dieses Grundgedankens sind die Querschnittskanten der umlaufenden Rille in einer der Ovalform des Dichtrandes dtr Dichtklappe angenäherten Form ausgebildet. Damit wird ein besonderes genaues Anschmiegen der Dichtrandflächen an den Dichtkanten erzielt.

Nach der weiteren Erfindung ist hierzu noch vorgesehen, daß in die Rille ein oder mehrere Kanäle münden, in die ein inertes Gas unter Druck einführbar ist. In Offenstellung der Dichtklappe strömt daher je nach den Druckverhältnissen eine mehr oder minder große Menge des inerten Gases durch oie Rille, reinigt diese und, sobald der Dichtrand der Klappe in den Bereich der Rille gelangt, wirkt sich die Strömung des inerten Gases auch auf die Dichtfläche der Dichtklappe aus. Es ist daher mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag die doppelte Wirkung verbunden, einesteils stets die Rille freizuhalten, andererseits etwaige Ansätze auf dem Dichtrand der Klappe zu entfernen. Ein anderer Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß das aus der Rille tretende Gas den Austritt des staubbehafteten Gichtgases in der Schließstellung der Dichtklappe mit Sicherheit verhindert, da jeweils ein gewisser Anteil des Spülgases in den Ofenraum und andere Anteile in den vor der Dichtklappe liegenden Raum entweichen können. Die Erfindungsmaßnähme ist daher geeignet, in verschiedener Hinsicht die Dichtwirkung der Klappendichtung zu verbessern.

Bei einem Hochofen-Gichtverschluß nach der bezeichneten Gattung ist es vorteilhaft, nach längeren Zeiten diese Teile, die die Dichtflächen bilden, auszutauschen. Daher ist es gemäß der weiteren Erfindung zweckmäßig, daß Rille und Gaskanäle in einem austauschbaren Ringflansch angeordnet sind. Dieser kann sich eispielsweise auf dem Ofenkopf befinden und den Anschluß zu den darüberliegenden Vorratsbunkern bilden.

Zur fertigungstechnisch einwandfreien Bearbeitung bzw. zu einer besonders günstigen Ausführungsform läßt sich die Erfindung derart gestalten, daß die Rille aus zwei konzentrisch angeordneten, mit unterschiedlichen Außen- bzw. Innen-Durchmessern ausgeführten Ringen gebildet ist. Die Fertigung dieser Ringe ist deshalb sehr günstig, weil die Außenseiten beider Ringe später die Innenseiten des Rillenspaltes bilden, diese Flächen können daher, soweit erforderlich, abgedreht bzw. an den Dichtflächen geschliffen sein. Es ist somit möglich, die Ringe leicht zu ersetzen bzw. solche vorrätig zu halten, um kurzfristig einen Austausch etwa nicht mehr abdichtender Ringe durchführen zu können, was wohl in den seltensten Fällen erforderlich ist.

Eine besondere Wirkung gestattet, die Erfindung in arbeitsverfahrenstechnischer Hinsicht zweckmäßig im Betrieb einzusetzen. Es ist vorgesehen, daß jeweils kurz vor Erreichen der Dichtstellung die Klappe angehalten, in dieser Position vorübergehend belassen wird, dann der Inertgasstrom beschleunigt und erst danach die volle Dichtkraft auf den Dichtklappenrand übertragen wird. Mit dieser Verfahrensweise stellt sich eine überraschende Wirkung der Selbstreinigung ein. Kurz vor Erreichen der Dichtstellung die Dichtklappe anzuhalten, bedeutet, daß ein enger Strömungskanal entsteht, in dem das Inertgas momentan eine Beschleunigung erfährt, und so eine bessere Reinigungswirkung ausübt. Wenn also insbesondere vor dem Schließen der Dichtklappe diese Selbstreinigung durchgeführt wird, se ist mit allergrößter Sicherheit der Dichtsitz im kurz darauffolgenden Augenblick des Schließens der Klappe in einer gewünschten Verfassung. In der kurzen Zeit zwischen Anhalten und Schließen ist ein Absetzen von Staub kaum mehr möglich. Bei entsprechend hoher Beschleunigung des Inertgases, das z. B. aus Stickstoff bestehen kann, kann eine entsprechend hohe Reinigungskraft erzeugt werden. Die dem Dichtrand der Klappe gegenüberliegende Rille bewirkt überdies eine Teilung des Inertgas-Stromes und damit einen besonders starken Aufprall auf der Kuppe des Dichtrandes, so daß die Umlenkung des Gasstromes in einer Richtung erfolgt, die geeignet ist, etwa anhaftenden Staub zu entfernen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 bildet einen Teilquerschnitt des Dichtsitzes der erfindungsgemäßen Klappendichtung;

Fig. 2 stellt einen ebensolchen Teilquerschnitt

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wie Fig. 1 jedoch für eine andere Ausführungsform sentliche Grundlage dieses Gedankenganges befindar; den sich Ringteile 13 bzw. 14 jeweils in solch kon-F i g. 3 zeigt denselben Teilquerschnitt des Dicht- zentrischer Lage, daß die Rille 12 entsteht. Die umsitzes nach den Fig. 1 und 2, wiederum für eine laufende Rille 12 (der Umlauf ist bei 15 gestrichelt andere Ausführungsform. 5 angedeutet) weist Querschnittskanten 16 bzw. 17 auf, Sämtliche in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausfüh- die dem Verlauf des Dichtrandes 10 entsprechen, rungsformen können an Hochofen-Gichtverschlüssen Zusätzlich münden nunmehr am Umfang des Ring-Anwendung finden, bei denen die Klappe eine bis- flansches 2, gespeist aus einer weiter nicht dargeherige Gichtglocke ersetzt. Es ist jedoch auch mög- stellten Sammelleitung Kanäle 18 in die Rille 12. lieh, an irgendeiner anderen Stelle des höher liegen- j α Durch diese Kanäle 18 wird inertes Gas, durch den den Vorratsbunkers oder irgendwo an einem Schleu- Pfeil 19 angedeutet, unter Druck zugeführt. Die' senein- oder -ausgang dieselbe Art der Klappen- Rille 12 kann auch dadurch gebildet werden, daß dichtung anzuwenden. die Ringteile 13 und 14 des Ringflansches 2 einge-Gemäß Fig. 1 bildet daher der Teil 1 das untere setzt ausgeführt sind, d. h. daß es sich um selbstän-Ende eines Einfüllrichters an einem Hochofen- 15 dige Ringe handelt, die in den Grundkörper des Gichtverschluß der Bauart Hochdruck. Unter dem Ringflansches 2 eingefügt werden. Dies erleichtert, Einfülltrichter 1 liegt der Ringflansch 2, der an sei- wie vorstehend erwähnt, die Fertigung bzw. den ner Unterseite 3 die eigentliche Dichtfläche 4 be- Austausch solcher Ringteile 13 und 14.
sitzt. Diese ist im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 In F i g. 3 ist die Wirkungsweise der erfindungseben dargestellt und daher durch Schleifbearbeitung 20 gemäßen Klappendichtung in dem speziellen Fall besonders glatt gehalten. Der daran anschließende der Fig. 2 ersichtlich. Danach strömt das Inertgas Teil 5 stellt den oberen Teil des Hochofenkopfes dar. unter Druck (19) durch die Kanäle 18, gelangt von Der Dichtfläche zugeordnet und um eine waage- dort in die Rille 12 und stößt auf den Dichtrand 10, rechte, senkrecht auf der Zeichenfläche stehende d. h. auf dessen höchste Stelle 11, um sich dort in Achse schwenkbar, befindet sich die Dichtklappe 6, 25 die beiden Strömungsteile 20 und 21 zu trennen. In mit einem verhältnismäßig dünnwandigen inneren den dabei gegebenen engen Strömungsquerschnitten Querschnittsbereich 7 und einem äußeren Quer- herrscht eine hohe Strömungsgeschwindigkeit, so schnitt 8, der entsprechend dickwandiger ausgeführt daß bei deren momentanen Umwandlung in Druckist. Der Wandungsverlauf 9 ist außerdem gewölbt, energie etwa auf dem Dichtrand 10 haftender Staub ähnlich einer Membrane. Der äußere Querschnitts- 30 weggeblasen wird. Gleichzeitig bildet sich ein entbereich 8 weist einen abgerundet geformten Dicht- sprechender Druck in den Räumen 22 bzw. 23. Der rand 10 auf. Dieser wölbt sich derart, daß stets eine Gegendruck des inerten Gases trägt folglich dazu reltaiv breite Berührungsfläche 11 in Form eines bei, Gas aus dem Ofenraum 22 nicht entweichen zu umlaufenden Ringes rings um den Umfang der lassen. Es kann damit der Vorteil bewirkt werden, Klappe 6 entsteht, gleichgültig welche Winkellage 35 während der Schließbewegung der Klappe 6 die erder innere Querschnittsbereich 7 der Dichtklappe 6 wähnte Selbstreinigung hervorzurufen,
einnimmt. Die Erfindung ist geeignet, im Bereich der bein Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform mit zeichneten Ofengattungen an den verschiedensten einer Rille 12 gezeigt. Die Rille 12 läuft entsprechend Stellen zur Druckabdichtung herangezogen zu werdem Durchmesser des Ringflansches 2 um. Als we- 40 den.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 ausgebildet sind, wobei deren Dichtklappen-Dicht- Patentansprüche: rand sowie die Dichtklappe selbst in Offenstellung außerhalb des Weges des Begichtungsgutes liegen.

1. Klappendichtung für Schachtofen, insbe- Solche Dichtklappen besitzen den Vorzug, im Durchsondere für im Hochdruckverfahren betreibbare 5 messer geringer zu sein als die bisher bekannten VerHochöfen sowie für an der Ofengicht angeord- teilerglocken oder als die übrigen Glocken, mit nete Druckschleusen, mit einer außerhalb des denen eine Dichtwirkung zu erzielen beabsichtigt ist. Schüttgutstromes liegenden Dichtfläche des Nachdem sich gezeigt hat, daß die Glocken in Gicht-Klappensitzes, dadurch gekennzeich- verschlüssen von Hochöfen dem höheren Druck net, daß die Klappe (6) einen inneren Quer- io nicht gewachsen sind, wird versucht, das Problem schnittsbereich (7) aufweist, der gegenüber einem der höheren Drücke mittels Verschlußklappen zu äußeren Querschnitt (8), der vom Dichtrand (10) lösen. Schwierigkeiten bereiten die hohen Temperamitbegrenzt wird, biegefähiger ausgeführt und türen, und insbesondere in Hochöfen der Gichtstaub, der Dichtrand (10) selber abgerundet (11) ge- der sämtliche Dichtsitze verschleißt Der Aufprall formt ist. 15 der Staubteilchen verursacht jedoch nicht den einzi-

2. Klappendichtung nach Anspruch 1, dadurch gen Mangel bekannter Klappendichtungen. Vielmehr gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (4) für einen liegt ein besonderes Hemmnis in der Staubablageradialen Schiebebereich der mit einem ovalen rung, weil immer mit größeren Mulden gerechnet Dichtrand (10) ausgestatteten Dichtklappe (6) werden muß, die sich im Lauf der Schließ- und eben und geschliffen ist. 20 Öffnungsspiele an den Dichtsitzen ergeben. Beson-

3. Klappendichtung nach Anspruch 1, dadurch ders mangelbehaftet wäre nach bestimmten Übeigekennzeichnet, daß die Dichtfläche (4) im legungen des Fachmannes eine Klappendichtung, ovalen Bereich (11) des Dichtrandes (10) der die ein Ringprofil im Gegenprofil in der Art einer Dichtklappe (6) mit einer umlaufenden Rille (12) Gewindemutter und einer Schraube besäße. In solausgeführt ist. 35 chen Mulden würde sich mit Sicherheit ein großer

4. Klappendichtung nach den Ansprüchen 1 Teil des Gichtstaubes absetzen, so daß die Dicht- und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer- klappe nach einiger Zeit nicht mehr die volle Schließschnittskanten (16 und 17) der umlaufenden bewegung ausführen könnte, wobei jedoch noch die Rille (12) in einer der Ovalform des Dichtran- Voraussetzung zu machen ist, daß die Staubablagedes (10) der Dichtklappe (6) angenäherten Form 30 rungen ungleichmäßig erfolgen. Staubablagerungen ausgebildet sind. könnten daher keinesfalls als dichtendes Mittel her-

5. Klappendichtung nach den Ansprüchen 1, angezogen werden, sondern würden wegen der un-3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die gleichmäßigen Verteilung zur Lückenbildung füh-RiHe (12) ein oder mehrere Kanäle (18) münhen, ren, durch die wiederum der Gichtgas-Abzug auftritt, in die ein inertes Gas unter Druck (19) einführ- 35 wie er gerade vermieden werden soll. Die Überbar ist. legungen des Fachmannes scheitern daher an der

6. Klappendichtung nach den Ansprüchen 1 Frage der Staubablagerungen und es bedarf neuer sowie 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Rille Vorschläge, um das Problem der Temperaiur-(12) und Gaskanäle (IH) in einem austausch- belastung in Verbindung mit der Schwierigkeit der baren Ringflansch (2) angeordnet sind. 40 Staubablagerung zu lösen.

7. Klappendichtung nach den Ansprüchen 1 Gasabdichtungen selbst sind in mannigfacher Hinsowie 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sieht bekannt. Jedoch findet in den meisten Fällen Rille (12) aus zwei konzentrisch angeordneten, keine Berücksichtigung etwa im abgeführten Gas mit unterschiedlichen Außen- bzw. Innendurch- vorhandener Staubteilchen statt, sondern lediglich messern ausgeführten Ringen (13, 14) gebildet 45 eine Berücksichtigung der Temperaturen, wie dies ist. beispielsweise an Verbrennungsmotoren der Fall ist.

8. Verfahren zum Betreiben der Klappendich- In den meisten Zweigen der Technik ist daher das tung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge- Problem der Gasabdichtung nur für Gase ohne bekennzeichnet, daß jeweils kurz vor Erreichen der sondere Staubführung gelöst. Berücksichtigt werden Dichtstellung die Klappe angehalten, in dieser 50 muß außerdem die Art des Gichtstaubes, in dem bePosition vorübergehend belassen wird, dabei der sonders verschleißstarke Teilchen metallischer und Inertgasstrom beschleunigt und erst danach die keramischer Herkunft enthalten sind.

volle Dichtkraft auf den Dichtklappenrand über- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es des-

tragen wird. halb, eine Klappendichtung vorzuschlagen, deren

55 Wirksamkeit trotz höherer Temperatur und Staubführung, trotz bestimmter Eigenschaften des Gicht-

staubes und dessen höherer Geschwindigkeit bis zu

höheren Drücken gewährleistet ist.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe einer ver-

Die Erfindung betrifft eine Klappendichtung für 60 besserten Klappendichtung dadurch, daß die Klappe Schachtofen, insbesondere für im Hochdruckverfah- einen inneren Querschnittsbereioh aufweist, der geren betreibbare Hochöfen sowie für an der Ofen- genüber einem äußeren Querschnitt, der vom Dichtgicht angeordnete Druckschleusen, mit einer außer- rand mitbegrenzt wird, biegefähiger ausgeführt und halb des Schüttgutstromes liegenden Dichtfläche des der Dichtrand selber abgerundet geformt ist. Die Klappensitzes. 65 Elastizität des inneren Klappenbereiches verursacht

Es ist bekannt, insbesondere bei über der Gicht eine Angleichung des Dichtrandes an die Dichtfläche, eines Hochofens angeordneten Vorratsbunkern, Ver- auch wenn bei höheren Temperaturen eine Verforschlußklappen vorzusehen, die als Dichtklappen mung der Klappe eintreten sollte. Ferner kann ein