竖炉的上料方法和设备

本发明是关于用上料设备给竖炉装料的方法，这种上料设备包括一个回转的或摆动的斜槽，一个设在斜槽上方的中心出料管，这个出料管的出料口用一个对称于中心线动作的计量装置来控制，在出料管的上面至少装有一个料仓，料仓的上下都配备有密封闸门，此外，上料设备还备有一个用来调节向漏斗进料的速度的计量装置。本发明还有关于为实现这种上料方法所用的设备。

配备有回转或摆动斜槽的一般的上料设备都包括两个料仓，这两个料仓并排布置，交替操作。大家都知道这种上料设备的缺点在于落到斜槽上的料不对称，因为两个料仓的位置相对于中心是偏心的。为了克服这种缺点，已经提出过许多种办法来纠正物料落下的曲线或轨迹。

本发明的目的就是要提供一种方法和上料设备，它能够使装的物料垂直落下并且是对称地落下去。

为了达到这个目的而在本发明中提出的方法和装置，其特征在于：料仓的计量闸门首先是打开的，以便让足够数量的物料流出来，在漏斗的出料管以上形成一个料批，并且只有当这样的料批已经形成以后，漏斗出料管的计量闸门才打开，漏斗和与其相联系的料仓在整个上料过程中都分别地进行称量，并且产生信号，这些信号分别表示漏斗内物料的重量，料仓内物料的重量以及料仓和漏斗内物料重量之和。

本发明还提出一种竖炉上料设备，这种设备包括一个回转或摆动的布料斜槽，一个位于斜槽上方的具有中心出料口的漏斗，出料口用一个对称于竖炉中心线动作的计量装置进行控制，在出料管的上面装有两个储料仓，并列布置在竖炉垂直中心线的两侧，料仓通过称量装置来支撑，上述料仓配备有通向漏斗的出料管，一对密封闸门和一对计量闸门分别与出料管相连，用来使两个料仓交替地与竖炉内部相连通，其特征在于上述的漏斗是安装在一个坚固的构架内，漏斗的出料管就伸到这个构架中，上述漏斗是通过测压仪悬挂在构架上，使漏斗围绕竖炉中心线旋转的装置设置在构架的外面，并且通过漏斗的中心悬挂系统来操作漏斗的计量装置。

漏斗的计量装置最好是包括一个可以垂直移动的部件，这个部件与漏斗的斜壁之间所形成的环状出料口可以通过垂直移动这个部件来加以改变。

漏斗的悬挂系统由一个直立的液压缸组成，这个缸在中心线上通过一个位于构架上部的皮老虎型式的密封装置，并且由装在构架上的测压仪来支撑，有一根空心杆同心地装在上述液压缸中，空心杆的下部通过一个或几个横杆与漏斗相连接，而空心杆的上部在构架的外面与一个传动装置相连，用这一传动装置使空心杆围绕竖炉的垂直中心线旋转，此外在上述空心杆的中间还有一个杆件，这个杆件的下端与那个计量装置相连接，而这个杆件的上端在构架的外面与一个千斤顶装置相连接以便使这个杆件以及与它相连的计量装置在垂直方向移动。

漏斗的悬挂系统的外液压缸最好是用有伸缩的水平稳定部件与构架相连，这样就不会妨碍上述漏斗悬挂系统在垂直方向的自由移动。

通过下面参照附图对本发明推荐的实施例的详细说明，可以看到本发明的其他性能和特征，附图包括：

图1所示是带漏斗的上料设备的断面示意图，表明在漏斗中形成一个料批的物料。

图2所示的曲线表示在上料过程中，料仓和漏斗中物料重量的变化情况。

图3所示是本发明的一个实施例上料装置中心剖面图的一部分。

图1表示高炉10的上面部分，在高炉的顶部安装有一个布料角可调的回转式布料斜槽12。在高炉10的上面有一个支架14，支撑着物料的上料设备。这一上料设备除了其他部件以外还包括一个漏斗16，漏斗的出料口位于斜槽12上方的中心线O上，这个出料口由一个计量装置18进行控制，而这个计量装置是由两个对称于上述中心线O动作的活门组成的。在支架14上面还安装着一个或几个料仓，图上只画出了一个，并且用编号20表示。这个料仓通过一个闸门箱22与漏斗16相通，这个闸门箱包括一个密封闸门（图上未示出）和一个计量闸门24，用来控制从料仓20流出的物料流量，这个计量闸门24与闸门18相似。

按照本发明的一个实施例，漏斗16是安装在一定数目的测压仪26上面的，这些测压仪可以连续不断地发出表示漏斗及其中物料的重量的信号。料仓20也以同样的方式安装在一些测压仪28上，从而得到表示料仓20中物料重量的信号，为了能够使漏斗16和料仓20单独进行称量，在漏斗16的上下两头分别装有伸缩高速器30 和32，以便使其与料仓和高炉分隔开。

下面参照图1和图2来说明上料的操作过程。这里所讲的上述操作是指将重量为Po的均匀的一层物料装到高炉10的上料表面上。上料操作开始的时候，重量为Po的整个物料是在料仓20中，此时料仓的计量闸门24仍处于关闭状态。漏斗16是空的，它的计量闸门18也是关闭的。

图1所示的这个实施例中，最简单又最有利的方法是这个计量闸门24只用作一个单向阀，这个闸门只需要全打开以便让物料流入漏斗中，直到物料流自然停止，这一点可从图1中看到。计量操作是由闸门18来完成的，当物料从漏斗16中流出来的时候，物料逐渐下降但不是落下，从料仓经过闸门箱进入漏斗16之中。

不用说，形成一个高度较低的料批也是可以的，也就是说物料不必伸到料仓20中去。在这种情况下，闸门24就是用作一个计量闸门以便控制从料仓20流出的流量，使漏斗16中总保持有一个料批的物料。

在图2中，曲线Pt和Ps分别表示漏斗中物料的重量和料仓中物料的重量。这些曲线表示在一段时间T内，这些物料重量的变化情况。

当T＝0的时候，可以看到重量Ps等于Po，而重量Pt等于0。当料仓的计量闸门24打开以后，料仓中物料的重量就会直线下降，这一点可以由曲线Ps的下降过程来表示。与此同时，漏斗16中物料的重量相应增加（漏斗的闸门18仍处于关闭状态），这一点可由曲线Pt的上升过程来表示。

当物料经过料仓和漏斗之间的联通按照静止角度在漏斗16中堆 积起来，物料就会自动停止从料仓20中流出，如图1所示。这种状况可以通过漏斗16和料仓20中物料重量的演变测定出来，当料仓停止往外流以后，就不再有任何变化，这一点在图2中是从T1开始向前，此时曲线Pt和Ps都保持水平。

由于漏斗16和料仓20的重量是分别称量的，所以就有可能测定出这个料批形成的时刻t1，这个料批是在漏斗16的出料口以上形成的。接着就可以把闸门18打开以便开始真正的上料过程。这个打开闸门的动作是在时间t2进行的。可以看到，在t2这一时刻以前，重量Pt和重量Ps之和总是等于Po，这一点如图2中的虚线所示。

当闸门18一打开，物料就会从漏斗16流到高炉中，物料从漏斗16流出的流量由闸门18进行控制，使其不超过从料仓流入漏斗16的速度，只要料仓20中尚有物料存在，上述漏斗16中的物料重量就将保持不变。这一点可以从t2这一点以后曲线Pt的水平段来说明。另一方面，曲线Ps的不断下降表明物料不断地从料仓20流入漏斗16中。不用说，从时间t2这一点以后，总重量Ps+Pt也同样减小，这一点可以从图中的虚线与曲线Ps平行地下降来说明。

在时间t3这一点上，料仓20中的物料流空了，于是它的下密封闸门和其计量闸门24都关闭起来，以便使上料操作得以继续进行。在这段时间内，物料继续从漏斗16中流出，这一点可以通过曲线从t3到t4这一段时间内有规律地下降来表示，在时间t4这一点上，漏斗也流空了。

为了能够在最佳的条件下进行上料操作，重要的问题是在整个上 料期间内在漏斗16出料管以上保持一个料批的物料，也就是说，计量闸门18应该这样来调节，使物料从漏斗16中流出的速度不超过从料仓20流出的速度。这一点可以很容易地从曲线Pt上得到证明。曲线Pt必须在时间t2和t3这两点之间保持水平，也就是说，从漏斗16中流出的物料必须由料仓流入漏斗16中的物料补偿。必须按照表示曲线Pt从水平线偏离的信号自动地纠正闸门18的位置。

也可以不用称量漏斗16重量的办法，而是在漏斗16的侧壁中安装一些标高检测装置，它们可以不断地检测出料管上面的料批的标高，并且当这个料批的标高降得过低的时候，就会发出一个信号，也就是说，当闸门18开得太大或者闸门24开得不够大的时候，这个检测装置就会发出信号。

图3所示是一个为了实现上述方法而设计的设备的一个实施例，这种设备对于高产量的高炉来说是格外有好处的。物料颗粒的偏集，也就是说，物料按照其粒度大小在容器中的偏集，是带布料斜槽的上料设备的一个人所共知的问题。对于直径较大的容器来说，这种偏集现象就更加严重。在漏斗中也会或多或少地出现这样的问题，因为在上述的上料方法中要在漏斗中形成一个料批，特别是因为这个料批是沿着漏斗的锥形侧壁逐渐堆积而成的，并且料批还伸到一个料仓的上管筒中。

图3所示是竖炉40的上部，在竖炉的顶部有一个布料斜槽42，由安装在炉顶40上的箱体44中的驱动装置带动。一个一般呈锥形的密封壳体46在其下部通过一个伸缩调整器50与箱体44相连接，并且通过此伸缩调整器50与竖炉40的内部相连通，上述 壳体46由竖炉顶部上面的支架48来支撑。

这个壳体46通过一些测压仪52支撑着两个料仓54和56，料仓的倾斜出料管58和60伸到壳体46之中，这些出料管58和60的出料量由计量闸门62和64来控制。料仓54和56与壳体46的内部和竖炉40之间的密封问题由两个密封闸门66和68来解决，这些闸门与安装在壳体中的底座相配合进行密封。

在带回转式斜槽的一般上料设备中，物料是直接从出料管58和60流出来落到壳体46的斜壁上，再流到布料斜槽42中，而图3所示的这种上料设备，在壳体46里面装有一个锥形的漏斗70，作为应用上面所讲的上料方法的装置。这个漏斗70下面的出料口用一个计量装置来加以控制，用这个装置的目的是为了在漏斗70中形成一个料批的物料，就象在前面图1中所说明的那样。

作为减少在漏斗70中的偏集现象的一个办法，该设备包括一个使上述漏斗70围绕竖炉40的垂直中心线O旋转的装置。漏斗旋转可以使漏斗70得到满意的充满，物料可以在整个圆周上分布开，而不会出现偏集现象，即不会形成一道“堤坝”从闸门72那里逐渐上升直到料仓54和56的出料管。不过，漏斗70旋转所带来的问题是需要一个装置，通过称量漏斗70的重量来控制料批的形成，而这在漏斗固定不动的设备上是不会成为问题的。

解决这个问题的办法是借助于一个或几个横杆74将漏斗70悬挂在空心杆76上，这个空心杆位于中心线O上，同时是固定在一个同心的外液压缸78的里面，这个套在外面的液压缸穿过一个装在壳体46上部的皮老虎型式的装置80，其间是密封的。这个液压缸78在外面安置在一些测压仪82上面，这些测压仪可以感测漏斗 70、其中物料和所有由液压缸支承的附件的重量，并发出信号。空心杆76与壳体46外面的一个传动装置（图上未示）相连，这个传动装置使空心杆和漏斗70一起围绕中心线O旋转，如图中的箭头A和箭头B所示。用来控制漏斗70出料量的计量闸门72可以设计成圆盘形/或钟形，通过在垂直方向移动这个闸门就可以改变闸门与漏斗70侧壁之间所形成的环形开口的断面。为此，将这个计量装置72安装在通过空心杆76中的杆件84的一端，这个杆件在壳体46的外面受到一个千斤顶装置的作用，以便使计量装置72在实线所表示的关闭位置与虚线所表示的打开位置之间进行移动。

为了保证漏斗70悬挂系统在水平方向具有一定的稳定性，将液压缸78通过平板88连接到壳体46上，这些平板具有足够的伸缩性不会妨碍液压缸78在垂直方向的自由移动，这样也就不会影响称量的结果。

这样一来，就可以在漏斗70围绕垂直中心线旋转的同时，称量其中的物料重量。在出料过程中对漏斗70和料仓进行称重，就有可能对上料过程进行检测和控制，尤其是可以控制计量装置72，因为在称量时可得到表示漏斗70中物料重量以及一个料仓54或56中物料重量的信号，这就是说，在称量过程中，料仓和漏斗是作为一个容器来处理的。

不用说，对漏斗70的称量还可以作为检测其中物料标高的一个办法。不过，由于漏斗中物料的体积和其表面的曲线在同样的重量下也是要有变化的，因此漏斗中物料的表面标高最好是用一种标高检测器来检测，比如可以用超声波测量装置，以及同位素或光学装置等来进行测量。

上面所讲的这种设备可以用两种不同的方法将料仓中的物料装入竖炉中。首先，它可以按照图2所示的曲线来进行上料，直到料仓出料管60已经停止出料以后才把计量装置72打开，也就是说，直到从漏斗70的底部到一个料仓54或56已经形成了一个料批以后，才把计量闸门打开。

另外，这种设备还可以这样来操作，这也是一般所推荐的方法，由于漏斗70是旋转的，在出料管60停止出料以前就可以把计量装置72打开，在出料过程中按照漏斗70中物料标高来调节料仓的计量闸门62和64，这样就可以保持上述漏斗70中恒定不变的物料标高。