DE3212700C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Herstellen von Eisenschwamm gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Im allgemeinen erfolgt die Herstellung von Eisenschwamm in
einem Reaktor mit vertikalem Fließbett durch zwei
Hauptschritte, nämlich die Reduktion des Erzes mit einem
geeigneten reduzierenden Heißgas in einer Reduktionszone
des Reaktors und das darauffolgende Kühlen des sich
ergebenden Eisenschwamms mit einem gasförmigen Kühlmittel
in einer Kühlzone des Reaktors. Vorzugsweise setzt sich
das reduzierende Gas erheblich aus Kohlenstoffmonoxid und
Wasserstoff bei Temperaturen im Bereich von 750°C bis
1100°C zusammen, und mehr insbesondere noch bei einer
Temperatur von vorzugsweise 900°C bis 1000°C und bei einem
Druck oberhalb des atmosphärischen Druckes. Das
reduzierende Heißgas wird üblicherweise am Boden der
Reduktionszone eingeführt und gelangt nach oben durch den
Reaktor im Gegenstrom zum Partikelstrom, um das Erz zu
Metall zu reduzieren. Das Abkühlen des reduzierten
Eisenschwamms kann durch eine getrennte Kühlschlange
erfolgen (US-PS 37 65 872, deren Inhalt auch Gegenstand
dieser Offenbarung ist) oder durch andere bekannte
Alternativen.
Die festen Erzpartikel oder Kügelchen werden an der
Oberseite des Reaktors mit Fließbett unter Druck gesetzt.
Nach der Reduktion in der oberen Zone und dem Kühlen in
der unteren Zone auf eine relativ niedrige Temperatur wird
der Eisenschwamm durch eine konisch konvergierende
Abgabeöffnung am Boden des Reaktors abgegeben.
Ein Problem bei irgendeinem kontinuierlich arbeitenden
Fließbett-Reduktionsreaktorsystem ist die Tendenz des
Eisenschwamms zum Verklumpen unter bestimmten
Betriebsbedingungen oder durch den Ausfall der Anlage,
während der Eisenschwamm durch den Reaktor sich bewegt.
Diese Tendenz ist für unterschiedliche Grade und Quellen
von Eisenerz unterschiedlich. Eine derartige Verklumpung
wird durch solche Faktoren wie die
Ganggesteinzusammensetzung des Eisenerzes, Brocken oder
Kügelchen, die Geometrie des letzteren oder des Reaktors,
die reduzierende Gaszusammensetzung, die
Strömungseigenschaften und die Feststoffverweilzeit, die
Behandlungstemperaturen und die Drücke und andere nicht
vollständig bestimmte Variablen beeinträchtigt. Hohe
Betriebstemperaturen können die Produktion erhöhen und die
Kapitalkosten reduzieren. Dadurch erhöht sich jedoch auch
das Risiko hinsichtlich einer Verklumpung. Daher ist es
ein Bestreben der Betreiber einer derartigen Anlage, das
Verfahren mit einer Temperatur laufenzulassen, die so hoch
wie möglich ist (trotz des Risikos der Verklumpung). Wenn
der Eisenschwamm in einem Fließbettreaktorsystem
agglomeriert, so wird der Massenstrom der Feststoffe durch
den Reaktor beeinträchtigt und gestört, so daß sich ein
ungleichmäßiges Prdukt ergibt. Die Bewegung des
Eisenschwammbettes kann aufhören, wodurch der Reaktor an
seinem Auslaßende verstopft wird. Daraus resultiert ein
kostspieliges Abschalten der Anlage, begleitet von einem
Produktionsverlust. Wenn das Verstopfen des Reaktors
ausreichend groß ist, kann ebenso eine ernsthafte
Beschädigung des Reaktors selbst sich ergeben. Auch eine
proportional zum großen Durchmesserabschnitt des Reaktors
kleine Agglomeration (beispielsweise in der
Reduktionszone), kann am verengten Auslaßende ausreichend
groß sein, so daß die Strömung blockiert wird, wenn die
Agglomeration nicht aufgebrochen wird.
Es besteht ein Erfordernis für einen Aspekt zum
Aufbrechen innerer Verklumpungen von agglomeriertem
Eisenschwamm, um einen geeigneten Massenstrom der
Feststoffe durch den Reaktor aufrechtzuerhalten, ohne die
Notwendigkeit des Abschaltens des Reaktors zum Beseitigen
der Verklumpungen und ohne Beeinträchtigung der Strömung
der Erzmasse, welche im Reaktor einer Reduktion
unterworfen wird.
Das Problem der Agglomeration wurde bereits vor langem in
der Technik erkannt, insbesondere bei der unmittelbaren
Reduktion von Eisenerz.
Die bisher bekannten Lösungen dieses Problems sind
hinsichtlich eines wirtschaftlichen Betriebes nicht sehr
praktisch. Häufig ergeben sich mit diesen Lösungen
zusätzliche Probleme, beispielsweise beinhalten die
meisten Lösungen hin- und hergehende oder sich drehende
Rechen, die permanent innerhalb des Reaktors angeordnet
sind und daher eine Behinderung des gleichförmigen Stromes
verursachen und häufig direkt einem kontinuierlichen
Abrieb und erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind (auch
wenn dies nicht notwendig ist). Siehe hierzu
beispielsweise die US-PS 28 62 808 und 41 18 017.
Aus der DE-PS 5 31 470 ist eine Stoß- und
Auflockerungsvorrichtung zur Bunkerentleerung bekannt, bei
der sich der Endteil eines Stößels auf einer elliptischen
Bahn bewegt, d. h. keine axiale Stoßbewegung ausführt. Das
Gehäuse ist sowohl zum Bunker als auch nach außen hin
offen. Der Endteil des Stößels befindet sich stets im
Strömungsweg des Bunkermaterials, was zu einer
Beeinträchtigung des Materialstromes führt.
Die Lanze ist vollständig in das Druckgehäuse einziehbar,
so daß keine Beeinträchtigung des Materialstromes erfolgt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auf einfache
Weise möglich, Verklumpungen von Eisenschwamm zu
zertrümmern und so den Materialstrom aufrechtzuerhalten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der
agglomeriertes und verklumptes partikelförmiges Material
auf einfache Weise aufgebrochen werden kann, d. h.
Verklumpen von Eisenschwamm in einem
Fließbettreaktorsystem zur Aufrechterhaltung einer
gleichförmigen Massenströmung des Eisenschwamms, so daß
das Auslaßende des unter Druck stehenden Reaktors frei von
Behinderungen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Der Winkel des Brechergehäuses und der zugehörigen Lanze
zur Strömungsrichtung des partikelförmigen Materials sind
gleich groß, wodurch die Strömung unterstützt und jegliche
Behinderung der Massenströmung als Resultat des Einführens
der Lanze in den Fließbettreaktor kleingehalten wird. Jede
Lanze eines Paares funktioniert vorzugsweise alternativ
mit der anderen und ist gegenüber der anderen im Reaktor
leicht axial versetzt.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung
anhand der in den Zeichnungen rein schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte
Seitenansicht einer konischen Abgabe für einen
Reaktor mit bewegtem Bett und vertikaler Welle,
der zwei axial versetzte, zurückziehbare
Brecheranordnungen verwendet (die ausgezogene
Stellung der Lanzen ist in strichpunktierten
Linien dargestellt),
Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht der Linie
2-2 der Fig. 3, mit der Darstellung einer Teilkonfiguration
der Brecheranordnung und der
zugehörigen Hydraulik,
Fig. 2A eine Teilvertikalschnittansicht eines
Hahns, welcher im Lanzenrohr befestigt
ist, um die Brecheranordnung gegenüber dem Druck
im Reaktor zu isolieren,
Fig. 3 eine entlang der Linie 3-3 der Fig. 1 teilweise
im Schnitt dargestellte Draufsicht mit der Darstellung
des Montage- und Raumverhältnisses der
beiden Brecheranordnungen mit ausgefahrenen
Lanzen,
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht einer Abdichtplattenanordnung
für die Brecheranordnung mit der
Darstellung der Dichtanordnung zum Halten des
Inneren des Brechergehäuses (als Druckgehäuse
dargestellt) auf den Reaktordruck, wobei der
Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 2 erfolgte
(und Darstellung der Kolbenplatte ebenso alternativ
in gestrichelten Linien bei 45° aus der
festen Lage in der Abnehmlage dargestellt),
Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht einer modifizierten
bevorzugten Ausführungsform mit der Darstellung
einer anderen Dichtanordnung um den
Brecherlanzenzugang zum unter Druck stehenden
Reaktor,
Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 der
Fig. 5 mit der Darstellung des Ankerbügels für
das Lanzengehäuse und
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in
Fig. 5 mit der Darstellung des Lanzengehäuses
und einer Strebenanordnung für den hydraulischen
Zylinder.
Entsprechend Fig. 1 bis 4 der Zeichnungen und insbesondere
Fig. 1 hat der untere konische Abgabeabschnitt 11 eines
Reaktors 10 mit Fließbett und vertikaler Welle eine Auslaßöffnung
12, aus der das reduzierte Erz in Form von
Eisenschwamm den Reaktor 10 verläßt. Der Reaktor 10
hat typischerweise zumindest eine primäre Reduktionszone
und eine Kühlzone. Bei dieser ersten dargestellten bevorzugten
Ausführungsform ist ein Druckgehäuse 14 an der Außenseite
des Reaktors 10 mittels einer Stützplatte 16 befestigt,
wobei die Stützplatte 16 an der Außenseite des
Abgabeabschnittes 11 in der Nähe der Auslaßöffnung 12
angeschweißt ist. Ein zweites Druckgehäuse 14′ ist ebenso
dargestellt (dabei werden gleiche Teile mit denselben
Bezugszeichen versehen, jedoch unter Zusatz von (′)).
Am unteren Ende des Gehäuses 14 befindet sich ein Lanzenrohr
18. Dieses verläuft vom Gehäuse 14 nach unten durch
die Wand des Abgabeabschnittes 11 und ist fluchtend mit
der Innenfläche der Wand des Abgabeschnittes angeschweißt,
um eine Lanzenöffnung 20 zu bilden.
Entsprechend Fig. 1 und 2 verläuft eine Lanze 22 vom unteren
Ende des Gehäuses 14 in konzentrischer Anordnung mit
dem Lanzenrohr 18. Die Lanze 22 ist in den Abgabeabschnitt
11 des Reaktors 10 durch die Lanzenöffnung 20 ausfahrbar.
Die Lanze 22 liegt in einem spitzen Winkel α zur
Strömungsrichtung der partikelförmigen Masse. Wie insbesondere in Fig. 2
dargestellt ist, ist als Betätigungseinrichtung ein Hydraulikmotor
24 vorgesehen, welcher abnehmbar innerhalb des
Druckgehäuses 14 befestigt ist. Dieser als hydraulischer
Zylinder ausgebildete Motor 24 hat eine Kolbenstange 26,
an deren Ende eine Lanze 22 ausgebildet oder befestigt ist.
Die Kolbenstange 26 ist nach unten ausfahrbar in das Innere
des Abgabeabschnittes 11, vorzugsweise in die Nähe der Auslaßöffnung
12, und zwar nach dem Betätigen des Hydraulikmotors
24 durch eine hydraulische Druckanordnung 28 (bestehend
aus Leitungen 30 und 32 usw.).
Der Durchmesser des Lanzenrohres 18 sollte so gewählt
sein, daß die partikelförmige Masse den Raum zwischen der
Innenwand des Lanzenrohres 18 und der Lanze 22 nicht auffüllen
kann. Insbesondere sollte der Unterschied zwischen
den in Relation stehenden Durchmessern der Lanze 22 und
des Lanzenrohres 18 ausreichend groß sein, um sicherzustellen,
daß jegliche partikelförmige Masse, die von der Lanze
22 durchstoßen wurde, wieder frei in den Abgabeabschnitt
11 zurückfällt und nicht in den Bereich zwischen Lanze 22
und Lanzenrohr 18 eingeklemmt wird (wenn die Lanze 22 in
ihre Ruhelage zurückkehrt). Der Durchstoßvorgang erfolgt
möglicherweise beim Ausfahren der Lanze in den Abgabeabschnitt.
Dieser Freiraum sollte größer sein als die
mittlere Größe der großen Partikel (beispielsweise ein
Radienunterschied der Lanze 22 und des Rohres 18 von
50,4 mm oder mehr für Eisenschwamm).
Gleicherweise basiert das Kriterium für die Auswahl eines
bevorzugten Winkels des Lanzenrohres 18 relativ zum Winkel
der Wand des Abgabeabschnittes 11 und zur Strömungsrichtung
der partikulierten Masse auf dem Erfordernis der
Aufrechterhaltung von genügend offenen Freiräumen, um sicherzustellen,
daß Festpartikel aufgrund ihrer Schwerkraft
in das Fließbett zurückfallen können.
Ebenso sollte das Lanzenrohr 18 vorteilhafterweise von
einer Größe sein, die eine gute strukturelle Abstützung gewährleistet.
Wie am besten in Fig. 2 und 4 zusammen dargestellt ist,
kann das vollständige Druckgehäuse 14 vorzugsweise auf
demselben Druck gehalten werden wie der Druck im Inneren
des Reaktors 10. Dies ist insbesondere bei einem Reaktor 10
anwendbar, bei dem ein Eisenerz bei einigen atmosphärischen
Druckeinheiten reduziert wird (beispielsweise 2,07 bar
Überdruck bis 5,52 bar Überdruck oder 30 bis 80 psig).
Als Verankerungsmittel umfaßt
eine Plattenanordnung 34 eine erste
Kolbenplatte 38 (die an dem Ende des hydraulischen Zylinders
24 befestigt ist, welches der Lanze 22 gegenüberliegt)
und eine zweite Gehäuseplatte 36 (an die Innenwand
des Druckgehäuses 14 angeschweißt). Die Gehäuseplatte 36
hat eine Vielzahl von nach innen gerichteten integrierten
Lappen 37 (bei der dargestellten Ausführungsform 4). Diese
sind komplementär zur Konfiguration der Kolbenplatte 38
und ihren korrespondierenden Lappen 39. Die Platte 38 (sie
trägt den hydraulischen Zylinder 24) ist durch Bolzen 40
an der Platte 36 befestigt (und so daß Gehäuse 14). Die
Bolzen 40 liegen in Bolzenlöchern 42.
Bei der Montage werden der hydraulische Zylinder 24 und die
zugehörige Kolbenplatte 38 in das Gehäuse 14 so abgesenkt,
daß die Kolbenplatte 38 durch die Gehäuseplatte
36 verläuft. Das vordere Ende des hydraulischen
Zylinders 24 ist im Lanzenrohr 18 zentriert und sitzt in
einer Aufnahmebuchsenanordnung 43. Letztere Anordnung 43
bildet eine Ausnehmung, in der das genannte vordere Ende
fest sitzt. Die genannte Ausnehmung kann eine abgeschrägte
Öffnung haben, um die Führung des Zylinders 24 in seine
Sitzposition zu unterstützen. Entsprechend der Darstellung
kann die Ausnehmung 43 alternativ kreisförmig und
das Ende des Gehäuses 14 quadratisch sein. Daher ist ein
Kreisflansch 45 an der Vorderseite des Gehäuses 14 befestigt,
um den Sitz des letzteren in der Ausnehmung 43 zu
unterstützen. Die vordere Außenkante des Flansches 45
ist abgeschrägt ausgebildet, um weiterhin den Sitz des
Gehäuses zu unterstützen.
Einmal eingesetzt, werden der hydraulische Zylinder 24
und die zugehörige Kolbenplatte 38 um 45° gedreht. In Fig. 4
ist der Lappen 39a (wenn eingesetzt) in strichpunktierten
Linien dargestellt. Derselbe Lappen 39 ist nach der 45°-
Drehung dargestellt (die Drehung erfolgt möglicherweise
in Richtung des Pfeiles). Dann wird die Gehäuseplatte 36
mittels Muttern und Schraubbolzen 40 mit der Kolbenplatte
38 verbolzt.
Ein geflanschter Deckel 44 ist über das freie Ende des
Gehäuses 14 geschraubt. Entsprechend kann das Gehäuse 14
bei dem Druck des Reaktors 10 gehalten werden. Der geflanschte
Deckel 44 wird nur diesem Druck ausgesetzt. Wesentliche
dadurch entwickelte und auf den hydraulischen
Zylinder 24 ausgeübte Kraft wird durch die Gehäuseplatte
36 absorbiert (direkt mit dem Gehäuse 14 verschweißt) und
nicht durch die Druckdichtung des Deckels 44. Entsprechend
der Darstellung in Fig. 2 kann ein Paar von Rollenrädern
46 in Längsausrichtung mit dem hydraulischen Zylinder 24
jeweils durch die Klemmenanordnung 48 angebracht werden.
Diese trommelförmigen Rollen 46 unterstützen das Entfernen
des Zylinders 24 während der Wartungsvorgänge und anschließend
das Wiederausrichten desselben in der Aufnahmebuchsenanordnung
43.
In Fig. 1 und 3 ist ein bevorzugtes räumliches Verhältnis
zwischen den beiden Lanzen 22 dargestellt, wenn jede Lanze
in den Abgabeabschnitt 11 des Reaktors 10 ausgefahren ist.
Die Art und Weise, auf die die Brecherlanzen 22 am besten
betrieben werden können, ist unter Bezugnahme auf Fig. 1
beschrieben. Die Eisenschwammkügelchen fließen nach unten
in den unteren Abschnitt des Reaktors 10. Auf der Basis
der Menge, mit der der Reaktor beladen wird, ist die
Strömungsmenge aus dem Auslaß 12 bekannt. Wenn diese Strömungsmenge
abzunehmen beginnt, so liegt das im allgemeinen
an einer blockierenden Agglomeration der Feststoffpartikel
des Eisenschwamms, welche die Massenströmung des Feststoffes
durch den Reaktor beeinträchtigt und gegebenenfalls
behindert. Wenn diese Bewegungsabnahme des
Fließbettes festgestellt wird, typischerweise an der Auslaßöffnung,
so werden eine oder mehrere zurückziehbare Brecherlanzen
hydraulisch in das Fließbett hinein ausgefahren
und aus diesem zurückgezogen, wenn sich dieses
durch den Reaktor bewegt, und zwar in der Nähe der Auslaßöffnung
12. Durch die Positionierung der Brecherlanze 22,
um gegen den Boden einer vertikalen Masse von Partikeln
zu wirken (und vorzugsweise in Richtung auf die entgegengesetzte
Wand des Abschnitts 11, welche die Partikel, auf
die eingewirkt wird, aufnimmt und abstützt), brechen die
Brecherlanzen wirksam jegliche Verklumpung der Agglomeration
von Eisenschwamm auf, welche sich in der Nähe des
Auslasses des Abgabeabschnittes 11 bilden.
Obwohl zwei Brecherlanzenanordnungen in Verbindung mit
einem Reaktor mit Fließbett und vertikaler Welle gezeigt
sind, so kann in Abhängigkeit von der Anwendung nur eine
Brecherlanzenanordnung verwendet werden, wenn dies für
notwendig befunden wird. In Abhängigkeit vom Massenstrom
und der partikelförmigen Zusammensetzung des Erzes sowie
in Abhängigkeit vom verwendeten Prozeß können zwei, drei,
vier oder mehr Brecheranordnungen vorteilhafterweise um
den Umfang des Reaktors auf verschiedenen Höhen und den
verschiedenen Lagen angeordnet sein, so daß jegliche Agglomeration
von Eisenschwamm irgendwo über den Querschnitt
des Reaktors erreicht werden kann. Wenn darüber hinaus der
Reaktor unter Druck betrieben wird, so kann ein Drehschieberventil
oder ein Hahn 50 zwischen der Reaktorwand und
dem hydraulischen Zylinder verwendet werden, um so die
Reaktoröffnung an der Lanzenöffnung 20 abzudichten, so
daß der Hydraulikzylinder 24 repariert werden kann, ohne
den Betriebsdruck des Reaktors 10 zu unterbrechen.
Der Apparat kann manuell oder ansprechend auf eine feedback-
Vorrichtung betätigt werden, die die Ausflußmenge
der partikelförmigen Masse mißt. Obwohl gleicherweise eine
Anzahl von Brecherlanzenanordnungen an einem Reaktor montiert
sein können, können sie so aktiviert werden, daß sie
unabhängig voneinander oder sequentiell betrieben werden.
Die Lanzen sind vorteilhafterweise im Winkel angeordnet,
um sowohl die Abgabe der Partikel nach unten zu unterstützen
und noch immer gegen die entgegengesetzte Wand des
Abschnittes 11 zu arbeiten, wenn die Partikelverklumpungen
aufgebrochen werden. Die Lanzen befinden sich im unteren
Teil des Reaktors, wo der Eisenschwamm am kühlsten ist.
Die einzigartige Konstruktion erlaubt ein Brechen der
Verklumpungen ohne ein Abschalten des Reaktors und ohne
eine Behinderung der Gleichförmigkeit des Stromes durch den
Reaktor. Dies verbessert den Wirkungsgrad und reduziert
Rückstände und Abrieb im Produkt. Schließlich ist der
Mechanismus kraftvoll und einfach und tendiert zu einer
freien Wartung.
Die Lanze sollte vorzugsweise konisch ausgebildet sein,
um während der Benutzung Seitenkräfte zu vermeiden (welche
auftreten könnten, wenn eine Keilform verwendet wird.
Daraus würde eine Beschädigung des hydraulischen Zylinders
24 und des Stützgebildes resultieren, wenn sie nicht so
gebaut sind, daß sie einer derartigen widrigen Einwirkung
widerstehen). Die Seitenkräfte könnten möglicherweise einem
nutzvollen Zweck hinsichtlich dem Brechen von Verklumpungen
dienen. Dies wurde jedoch nicht als notwendig befunden
und eine festere Konstruktion würde höhere Kosten verursachen,
die allgemein gesehen nicht gerechtfertigt sind.
Zur Erleichterung des Abnehmens und des Ersetzens der
Lanze hat letztere vorzugsweise vier flache und ebene Nuten
23 (siehe insbesondere Fig. 2A und 5), die quer über
den Umfang der Lanze 22 im 90°-Winkel zueinander gefräst
sind. Die Einschnitte sind so dimensioniert, daß sie
den Greifer eines Schlüssels aufnehmen.
Das Druckgehäuse 14 ist entsprechend der Darstellung mit
einem Drainagestopfen 52 versehen, um das Ablassen von
jeglicher hydraulischen Flüssigkeit, die sich ansammeln
könnte, zu erleichtern.
Der Winkel α, in dem die Lanze 22 zur Strömungsrichtung
der partikulierten Masse durch den Reaktor 10
angeordnet ist, liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr
10 bis 50°. In einem breiteren Anwendungsbereich kann der
Winkel in einem Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 90°
liegen. Wenn der Winkel α mehr als 90° betragen würde, so würde
die Lanze gegen
die Strömungsrichtung der partikelförmigen Masse durch den
Behälter wirken.
Beim anderen Extrem könnte die Behälterwand
unter gewissen Umständen vertikal an der Stelle liegen,
wo die Lanze im Behälter montiert ist, wodurch ein Winkel α
im Bereich von 10° angemessen sein könnte.
Gleicherweise würde es für den bestimmten Zweck wirksam
sein, wenn der Winkel R zwischen der Lanze und der benachbarten
Wand des Behälters normalerweise zumindest 10°
beträgt. Vorzugsweise liegt der Winkel R im Bereich von
15 bis 35°.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist
in Fig. 5 bis 7 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
erfolgt der Zugang der Lanze 22a zum unter Druck stehenden
Inneren des Reaktorbehälters 10 durch Dichtbüchsen 60 und
62. Der hydraulische Zylinder 24a ist nicht innerhalb des
Brechergehäuses 14a montiert. Stattdessen steht sein Innenflansch
64 mit einem Flansch 66 des Lanzengehäuses 68 im
Eingriff, um das äußere Ende des Brechergehäuses 14a zu
bilden. Die Flansche 64 und 66 sind durch eine Manschette
70 abgedichtet.
Die Lanze 22a, die an dem Ende der Kolbenstange 26a befestigt
ist, ist in der ausgezogenen Lage im Reaktor 10 in der Nähe
der Abgabeöffnung 12 dargestellt. Das konische Ende der
Lanze 22a ist ebenso in ihrer zurückgezogenen Lage in Fig. 5
in gestrichelten Linien dargestellt (mit einer Balgverbindung
72).
Das Lanzengehäuse 68 und der hydraulische Zylinder 24a
sind durch eine Steganordnung 74 miteinander verbunden und
sind jeweilig als eine axial ausgerichtete Einheit am Abgabeabschnitt
11 der Reaktorwand durch eine innere Stütze 16a
und eine äußere Stütze 17 befestigt. So umfaßt die gesamte
Brecheranordnung den hydraulischen Zylinder 24a, das Gehäuse
68 und die Steganordnung 74. Alle sind mit dem Lanzenrohr
ausgerichtet. Weiterhin umfaßt die komplette Brecheranordnung
ein Ventil 50a, welches das Abdichten des Reaktors erlaubt,
damit der hydraulische Zylinder 24a für die Wartung zusammen
mit der Lanze 22a vom Reaktor entnommen werden kann.
Die Büchsen 60 und 62 dienen als Lager zum Abstützen der
ausgefahrenen Lanze 22a und als Materialdichtungen (sie
wirken als eine Barriere und verhindern, daß Partikel und
Schmutz von der Reaktorbeschickung in das Lanzengehäuse 68
und den hydraulischen Zylinder 24a gelangen können). Das
außerbords liegende Ende zumindest der abdichtenden Büchse
60 hat eine flache Abschrägung, um das Zentrieren und Ausrichten
der darin einzuführenden Lanze 22a zu unterstützen.
Für das ordnungsgemäße Abstützen der durch den hydraulischen
Zylinder 24a ausgeübten Reaktionskräfte ohne eine unzulässige
Beanspruchung des Lanzengehäuses 68 und der Flansche 64 und 66
ist die Steganordnung 74 an einem Ende des Zylinders 24a
befestigt und mit dem anderen Ende (mit dem Lanzengehäuse 68)
an der Spitze 16a verankert. Die Steganordnung 74 (siehe auch
Fig. 6 und 7) umfaßt ein Joch 76 mit Schwenkzapfen 78, an denen
ein Paar von parallelen Augbolzen 80 (sie dienen als
Ankerbolzen) befestigt sind, wobei die Gewindeenden der
letzteren durch Muttern 82 an einem Ankerbügel angeschraubt
sind. Der Ankerbügel umfaßt parallele Platten 84a und
84b, die durch Radialplatten 86 versteift sind. Die Radialplatten
sind am Lanzengehäuse 68 zentriert und befestigt.
Die Stütze 16a ist durch Stützbleche 88, 90 und 92 versteift.
Vorzugsweise sollte der Durchmesser des Lanzenrohrs 18a
durch dieselben Kriterien bestimmt sein, wie diese zuvor
im Hinblick auf das Lanzenrohr 18 beschrieben wurden.
Das obere Ende der unteren Büchse 60 befindet sich gut oberhalb
des dynamischen Ruhewinkels der Beschickung des Reaktorbehälters
10 mit dem partikelförmigen Material.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Herstellen von Eisenschwamm aus
eisenhaltigem, partikelförmigem Material, das bei
erhöhter Temperatur agglomeriert, mit einem
abgedichteten Fließbett-Reduktionsbehälter (10), der
das partikelförmige Material unter Druck
stehendes Reduktionsgas enthält, einen
Abgabeabschnitt aufweist, der nach unten in eine
verengte Abgabeöffnung (12) konvergiert und in dem
der Hauptstrom des Materials entlang einer Hauptachse
des Behälters (10) fließt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
zumindest ein an der Außenseite des Behälters
angeordnetes, mit dem Inneren des Behälters über eine
in der Wand (11) des Abgabeabschnitts ausgebildete
Lanzenöffnung (20) in Verbindung stehendes
Druckgehäuse (14, 14′), das ein Entweichen von
partikelförmigem Material und Reduktionsgas
verhindert, aufweist, und daß zumindest eine im
Druckgehäuse (14, 14′) angeordnete, durch die
Lanzenöffnung (20) frei axial bewegliche Lanze (22)
und eine Betätigungseinrichtung (24) zum Ausfahren
der Lanze (22) aus einer vollkommen in die
Lanzenöffnung (20) zurückgezogenen Stellung in den
Behälter (10) vorgesehen ist, wobei die
Lanzenbewegungsrichtung in einem spitzen Winkel zur
Hauptachse des Behälters (10) nach unten geneigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Lanze (22) und der Innenwand des
Druckgehäuses (14, 14′) ein ausreichender Freiraum
besteht.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Betätigungseinrichtung einen Hydraulikmotor (24) mit
einem hin- und hergehenden Kolben umfaßt, an dem die
Lanze (22) befestigt ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der
spitze Winkel (α) 10° bis geringfügig weniger als 90°
beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Winkel zwischen der konvergierenden Wand des
Abgabeabschnitts und dem Bewegungsweg der Lanze (22)
mindestens 10° beträgt.
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