DE102008036790A1

DE102008036790A1 - Abstichkanal zur Ableitung von Eisen- und Metallschmelzen sowie flüssige Schlacke aus metallurgischen Behältern, insbesondere Hochöfen und Schmelzöfen

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Publication number: DE102008036790A1
Application number: DE102008036790A
Authority: DE
Original assignee: TMT Tapping Measuring Technology GmbH
Current assignee: TMT Tapping Measuring Technology GmbH
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2010-02-11
Anticipated expiration: 2028-08-08
Also published as: EP2310541A1; WO2010015687A1; US20110180173A1; DE102008036790B4; CN102177259A; RU2011106575A; BRPI0917121A2; JP2011530011A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abstichkanal (1) zur Ableitung von Eisen- und Metallschmelzen sowie flüssiger Schlacke aus metallurgischen Behältern, insbesondere Hochöfen (2) und Schmelzöfen. Der Abstichkanal (1) wird durch ein Außenrohr (3) und ein in diesem axial verschiebbares Innenrohr (4) gebildet, wobei das Außenrohr (3) fest mit der feuerfesten Ausmauerung (5) des Ofens (2) verbunden ist und beide Rohre (3, 4) aus einem hochfeuerfesten Material bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft Abstichkanäle zur Ableitung von Eisen- und Metallschmelzen sowie der flüssigen Schlacke aus metallurgischen Behältern, insbesondere Hochöfen und Schmelzöfen.
Zur Ableitung der Roheisenschmelze und der flüssigen Schlacke aus Hochöfen sind im unteren Bereich der Öfen ein oder mehrere Stichlochkanäle angeordnet, die durch die meist mehrere Meter dicke feuerfeste Ausmauerung hindurchgeführt sind. Zum Unterbrechen des aus dem Ofen austretenden Schmelzestroms und zum Verschließen der Stichlöcher nach einem Abstichvorgang wird mit besonderen Stopfmaschinen plastische Stopfmasse so weit in die Abstichkanäle über deren gesamte Länge hineingedrückt, bis sich an der Innenwand des Hochofens ein sogenannter Pilz ausbildet. Beim Hineindrücken der Stopfmasse in den Stichlochkanal muss der Innendruck des Hochofens beziehungsweise Schmelzofens überwunden werden. Durch die hohen Temperaturen härtet die Stopfmasse aus und bildet einen Verschlussstopfen.
Zum Öffnen des Stichlochkanals für einen erneuten Abstichvorgang wird die ausgehärtete Stopfmasse bis zum Erreichen der Schmelze im Inneren des Hochofens durchbohrt, so dass der Schmelzestrom erneut einsetzt. Dabei kommt dem durch die Stopfmasse gebildeten Pilz an der feuerfesten Ausmauerung der Innenwand des Hochofens die Aufgabe zu, den Verschleiß, welcher durch die auslaufende Schmelze und vor allem durch die Schlacke an der Einlauföffnung des Stichlochkanals verursacht wird, von der Hochofeninnenwand fernzuhalten. Über die gesamte Länge des Stichlochkanals ist die ausgehärtete Stopfmasse während des Abstichvorgangs einem chemischen und abrasiven Verschleiß ausgesetzt, so dass sich der Stichlochkanal in unkontrollierbarer, unerwünschter Weise aufweitet.
Das Öffnen des Stichlochkanals für einen erneuten Abstichvorgang erfolgt von außen mittels Bohrmaschinen oder Schlagbohrmaschinen, die auf ein- und ausschwenkbaren Lafettenarmen geführt werden, wobei die Bohrmaschinen mit Bohrstangen entsprechender Länge ausgerüstet sind. Wenn die Bohrkrone einer Bohrstange das Schmelzebad im Ofen erreicht, werden die Krone und die vorderen Teile der Bohrstange abgeschmolzen.
Aus der DE 44 92 636 C2 ist ein Verfahren zur Bildung eines Abflusskanals eines Abstichlochs an einem Schachtofen bekannt, bei dem ein auf eine Abstichstange geschobenes, feuerfestes Rohr axial in eine in das Abstichloch eingespritzte Stopfmasse eingeführt wird. Bei diesem Verfahren wird im Wesentlichen nur das Vorderende des Rohres in die Stopfmasse eingeführt, so dass ein Großteil des Rohres mit Bezug auf die Wand des Schachtofens herausragt. Das Rohr wird in der Verlängerung des Abstichlochs arretiert und zum Öffnen des Abstichlochs wird die Abstichstange durch das Rohr aus der erhärteten Stopfmasse herausgezogen, so dass der Abflusskanal des Abstichlochs innerhalb der Wand des Schachtofens unmittelbar in der Stopfmasse gebildet wird und der Abflusskanal außerhalb der Wand des Schachtofens durch das Rohr verlängert wird.
Aus der FR 260 301 30 , der JP-A-58800 1007 , der JP-A-6300 7308 sowie der SU-A-605 068 ist es bekannt, ein Rohr aus feuerfestem Material in die Stopfmasse zu montieren, das in das Schmelzebad im Inneren des Schachtofens mündet und durch die Wand des Schachtofens geführt ist. Dieses feuerfeste Rohr bildet einen Abflusskanal in der Stopfmasse, mit der das Abstichloch verfüllt ist, und verhindert den direkten Kontakt des aus dem Schachtofen austretenden Schmelzestroms mit der Stopfmasse. Durch das in die Stopfmasse eingeschobene Rohr soll die Verschleißbeständigkeit der Wandung des Stichlochs gegenüber dem ausfließenden Schmelzestrom deutlich erhöht werden, jedoch ist das Hineinschieben des Rohres in die Stopfmasse außerordentlich aufwendig und bei Hochöfen mit Ausmauerungen von mehreren Metern Dicke im Stichlochbereich praktisch unmöglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstichkanal zur Ableitung von Eisen- und Metallschmelzen sowie der flüssigen Schlacke aus metallurgischen Behältern, insbesondere Hochöfen und Schmelzöfen, zu entwickeln, der gegenüber einem abrasiven und chemischen Verschleiß, der durch den aus dem Ofen austretenden Schmelze- und Schlackestrom bewirkt wird, eine hohe Beständigkeit aufweist und der gegenüber den bekannten Ausführungen von Stichlochkanälen in regelmäßigen zeitlichen Abständen mit einem wesentlich verringerten Zeit- und Kostenaufwand erneuert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Abstichkanal mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des Abstichkanals.
Der erfindungsgemäße Abstichkanal für Hochöfen und Schmelzöfen zeichnet sich durch folgende Vorteile aus: Durch die Ausbildung als Doppelrohr mit einem Außenrohr aus hochfeuerfestem Material, das mit der Ausmauerung eines Hochofens oder Schmelzofens fest verbunden ist, sowie einem in diesem axial verschiebbaren Innenrohr, das aus Rohrabschnitten aus einem hochfeuerfesten sowie gegen abrasiven und chemischen Verschleiß beständigen Material besteht, zeichnet sich der Abstichkanal durch eine hohe Dauerstandfestigkeit aus. Ferner können die Rohrabschnitte des Innenrohres in regelmäßigen Zeitabständen mit einem gegenüber bekannten Abstichkanälen erheblich verringerten Zeit- und Kostenaufwand erneuert werden.
Der erfindungsgemäße Abstichkanal ist nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen erläutert, die folgendes darstellen:
1 eine Längsschnittdarstellung des Abstichkanals, die
2a und 2b eine ausschnittsweise, vergrößerte, perspektivische Darstellung eines aus Rohrmantelsegmenten zusammengesetzten Innenrohrabschnitts des Abstichkanals sowie eine perspektivische, vergrößerte Darstellung eines Rohrmantelsegments,
3 eine Längsschnittdarstellung einer Maschine zum Einschieben der Innenrohrabschnitte vor dem Einschieben eines Innenrohrabschnitts in das Außenrohr des Abstichkanals eines Hochofens,
4 eine Querschnittsdarstellung des mit einer Vorrichtung zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen eines Schmelzestroms ausgestatteten Abstichkanals,
5 eine Längsschnittdarstellung eines mit einer Kühlvorrichtung ausgestatteten Abstichkanals und
6 eine Längsschnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform des Abstichkanals mit einem Außenrohr und einem Innenrohr mit einer profilierten Innenwand.
Der in 1 dargestellte Abstichkanal 1 eines Hochofens 2 wird durch ein Außenrohr 3 und ein in diesem axial verschiebbares Innenrohr 4 gebildet, wobei das Außenrohr 3 durch Vermörtelung fest mit der feuerfesten Ausmauerung 5 des Hochofens 2 verbunden ist. Beide Rohre 3, 4 bestehen aus einem hochfesten, vorzugsweise keramischen Material beziehungsweise Kohlenstein und das Material des Innenrohres 4, das dazu dient, den abrasiven und den chemischen Verschleiß durch das ausfließende Roheisen und die ausfließende Schlacke aufzuhalten, ist zusätzlich widerstandsfähig gegen abrasiven und chemischen Verschleiß.
Das Innenrohr 4 besteht aus Rohrabschnitten 6, die zur Kompensation des auftretenden abrasiven und chemischen Verschleißes in bestimmten Zeitabständen durch neue Rohrabschnitte 6a ersetzt werden, wobei die neuen Rohrabschnitte 6a durch die Auslauföffnung 7 des Abstichkanals 1 entgegen der Strömungsrichtung a des aus dem Hochofen 2 austretenden Schmelzestroms 8 in das Außenrohr 3 eingeschoben und dabei gleichzeitig verschlissene Rohrabschnitte 6b durch die Einlauföffnung 9 des Abstichkanals 1 aus dem Außenrohr 3 heraus in den Hochofen 2 geschoben werden. An der Auslauföffnung 7 des Abstichkanals 1 schließt dieser in etwa bündig mit der Hochofenaußenwand 10 ab. Der Innenrohrabschnitt 6b, durch den der Schmelzestrom 8 in den Abstichkanal 1 des Hochofens 2 eintritt, ragt um ein bestimmtes Maß 11 zum Schutz des Außenrohres 3 und der Ausmauerung 5 des Hochofens 2 gegen Abrasionsverschleiß in die Schmelze 12 im Hochofen hinein, so dass beim Ausfließen des Roheisens, des Roheisen-Schlackegemischs und der hochabrasiven Schlacke aus dem Hochofen 2 während des Abstichvorgangs kein Abrasionsverschleiß durch die Auslaufwirbel am Außenrohr 3 des Abstichkanals 1 und an der Hochofeninnenwand 13 auftreten kann.
Dieser Innenrohrabschnitt 6b übernimmt die Funktion des sogenannten durch die Stopfmasse gebildeten Pilzes auf der Innenseite der Ausmauerung eines Hochofens beim herkömmlichen Abstichverfahren. Der zeitliche Abstand des Einschiebens neuer Rohrabschnitte 6a wird so gewählt, dass eine Zerstörung der Innenrohrabschnitte 6 vermieden und dadurch eine Berührung der Schmelze und der Schlacke mit dem Außenrohr 3 ausgeschlossen wird.
Zwischen dem Außenrohr 3 und den Innenrohrabschnitten 6 befindet sich eine Schicht 14 eines Schmiermittels vorzugsweise auf mineralischer Basis, das bei den hohen Temperaturen des ausfließenden Eisens und der ausfließenden Schlacke seine volle Gleitfähigkeit entfaltet und erst bei Temperaturen, die deutlich unter denen von flüssigem Metall liegen, erstarrt.
Der während des Abstichvorgangs durch das Roheisen, das Roheisen-Schlackegemisch und vor allem durch die aggressiv verschleißend wirkende Schlacke am Einlauf des Abstichkanals und über die gesamte Länge des Abstichkanals auftretende Verschleiß wird von dem Innenrohr 4 aufgenommen. Vom Außenrohr 3 wird jeglicher Verschleiß ferngehalten, so dass der Abstichkanal 1 seine Formgebung beibehält und nicht aufgeweitet wird.
Die Innenrohrabschnitte 6 sind wesentlich verschleißfester als die herkömmliche, während des Abstichvorgangs erstarrte Stopfmasse. Bei der Werkstoffauswahl können diese Rohrabschnitte ausschließlich mit Zielrichtung auf eine möglichst hohe Verschleißbeständigkeit gestaltet werden, während die Stopfmasse auch noch anderen Anforderungen wie beispielsweise Plastizität während des Stopfvorgangs und Bohrbarkeit zum erneuten Einleiten des nachfolgenden Abstichvorgangs genügen muss.
Allerdings werden auch die hochverschleißfesten Innenrohrabschnitte 6 trotz einer wesentlich geringeren Verschleißrate mit der Zeit dem Verschleiß unterliegen. Dabei wird durch die Anordnung von Außenrohr 3, Schmiermittel 14 und Innenrohrabschnitten 6 gewährleistet, dass bei eintretendem Verschleiß die Innenrohrabschnitte 6 in den Hochofen 2 hineingeschoben und durch Innenrohrabschnitte ersetzt werden können, bevor Zerstörungen auftreten. Das Material der Innenrohrabschnitte wird so gewählt, dass diese nach längerer Verweilzeit in der Schmelze im Inneren des Hochofens durch die dortigen Fließbewegungen und Wirbel im Laufe der Zeit zerfallen und deren Reste bei späteren Abstichen durch den Abstichkanal ausgetragen werden können.
Zum Unterbrechen des Abstichvorganges können verschiedene Verfahren angewandt werden, beispielsweise das herkömmliche Stopfen, wobei die Stopfmasse dann lediglich noch Verschließeigenschaften besitzen muss und keine Verschleißbeständigkeit mehr aufzuweisen braucht. Günstig wird es sein, bei dem neuen Abstichkanal mit einem Doppelrohr Pulverkartuschen zum Verschließen des Abstichkanals zu benutzen. Außerdem ist es möglich, Verschlussschieber und Verschlussklappen sowie ein gezielt herbeigeführtes Erstarren der Schmelze im Abstichkanal für die Beendigung des Abstichvorgangs und ein späteres Wiederaufschmelzen der erstarrten Schmelze für einen erneuten Abstichvorgang anzuwenden.
Bei einer weiteren in den 2a und 2b gezeigten Ausführungsform des Abstichkanals 1 bestehen die Innenrohrabschnitte 6 aus stabförmigen, axial nebeneinander angeordneten Rohrmantelsegmenten 15. Damit die durch die Rohrmantelsegmente 15 gebildeten Innenrohrabschnitte 6 beim Einschieben in das Außenrohr 3 des Abstichkanals 1 und beim Abstichvorgang nicht zusammenfallen, sind die Rohrmantelsegmente 15 formschlüssig miteinander verbunden. Dazu weisen die stabförmigen Rohrmantelsegmente 15 am Außenumfang auf einer Seite jeweils einen Längssteg 16 und auf der gegenüberliegenden Seite einen dem Längssteg 16 angepassten Absatz 17 auf, derart, dass beim Zusammenbau der Rohrabschnitte 6 des Innenrohres 4 der Längssteg 16 eines Rohrmantelsegments 15 mit dem Absatz 17 des angrenzenden Rohrmantelsegments 15 in Eingriff gelangt.
Der Vorteil des Aufbaus der Innenrohrabschnitte aus einer Anzahl von stabförmigen, axial nebeneinander angeordneten Rohrmantelsegmenten, die formschlüssig miteinander verbunden sind, besteht darin, dass die verschlissenen Innenrohrabschnitte, die beim Einsetzen neuer Innenrohrabschnitte in das Außenrohr an der Auslaufseite des Abstichkanals an der Einlaufseite des Abstichkanals aus dem Außenrohr in den Hochofen oder Schmelzofen hineingeschoben werden, in die stabförmigen Rohrmantelsegmente zerfallen, die bei nachfolgenden Abstichen wieder mit der abfließenden Schmelze durch den Abstichkanal aus dem Hochofen ausgetragen werden. Da die Rohrmantelsegmente in Folge des Abrasionsverschleißes bei den Abstichen über einen längeren Zeitraum beim Einschieben in den Innenraum des Hochofens einen wesentlichen Teil ihrer ursprünglichen Dicke verloren haben, zerbrechen sie an der Einlaufseite des Abstichkanals an der Innenwand des Hochofens durch die Strömungsenergie und die Wirbelbildung beim Einfließen von Eisen und Schlacke in den Abstichkanal.
Beim Einschieben neuer Innenrohrabschnitte in das Außenrohr des Abstichkanals werden die Rohrmantelsegmente durch entsprechende Hilfsmittel zusammengehalten.
3 zeigt eine Maschine 18 zum Einschieben von Innenrohrabschnitten 6a in das Außenrohr 3 des Abstichkanals 1 des Hochofens 2. An einem dreh- und schwenkbaren Ausleger 19 ist die Maschine 18 angebracht, mittels derer neue Innenrohrabschnitte 6a in das Außenrohr 3 des Abstichkanals 1 eingesetzt und in den Abstichkanal nachgeschoben werden können. Hierzu wird der Abstichkanal 1 zunächst einmal durch einen Stopfen 20 verschlossen, der gleichzeitig als Führung für den einzubringenden und nachzuschiebenden neuen Rohrabschnitt 6a dient. Nach dem Verschließen des Abstichkanals 1 schieben die Kolbenstangen 21 der Hubzylinder 22 der Maschine 18 den neuen Rohrabschnitt 6a in das Außenrohr 3 hinein. Dieser Vorgang erfolgt am besten dann, wenn der Abstichvorgang beendet ist und der Abstichkanal 1 verschlossen werden muss. Im Anschluss an das Nachschieben des neuen Rohrabschnitts 6a kann der Abstichkanal 1 mit herkömmlicher Stopfmasse verfüllt werden, eine Pulverkartusche zum Einsatz kommen oder es können andere Verfahren zum Verfüllen des Abstichkanals eingesetzt werden.
4 veranschaulicht einen Abstichkanal 1, der mit einer Vorrichtung 23 zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit sowie zum Abbremsen und zum Anhalten eines nichtferromagnetischen Schmelzestroms 8 ausgestattet ist. Die Regelvorrichtung 23 weist einen Kern 25 auf, der als Doppeljoch mit zwei Jochen 26, 27 ausgebildet ist, auf denen vier elektrische Induktionsspulen 28–31 angeordnet sind. Der Kern 25 besitzt zwei Pole 32, 33, die um den Abstichkanal 1 angeordnet sind. Die Induktionsspulen 28–31 erzeugen ein Magnetfeld 34, das über die schmalen Spalte 35 zwischen den Polen 32, 33 und dem Außenrohr 3, das Außenrohr und die Innenrohrabschnitte 6 auf den Schmelzestrom 8 in dem Abstichkanal 1 einwirkt, derart, dass in dem Schmelzestrom 8 Wirbelströme erzeugt werden, wobei durch das Zusammenwirken von Magnetfeld und Wirbelströmen Kräfte erzeugt werden, die der Strömungsrichtung a des Schmelzestroms 8 entgegengerichtet sind und diesen abbremsen. Dabei können sowohl Magnetfelder mit gleicher Polarität als auch Wechselmagnetfelder Verwendung finden.
Mit der Regelvorrichtung kann man den verfahrenstechnischen Vorteil erreichen, dass der Schmelzestrom nur dann unterbrochen werden muss, wenn neue Innenrohrabschnitte 6a in das Außenrohr 3 des Abstichkanals 1 eingesetzt und nachgeschoben werden müssen.
Der Abstichkanal 1 nach 5 ist mit einer Kühlvorrichtung 36 in Form von rohrförmigen Kühlschlagen 37 ausgestattet, die über die gesamte Länge des Abstichkanals 1 hinweg oder – wie in diesem Ausführungsbeispiel – über eine Teillänge den Abstichkanal 1 umgeben und möglichst nahe am Außenrohr 3 angeordnet sind. Schmelzeströme 8, die durch Magnetfelder der Regelvorrichtung 23 nach 4 stark abgebremst sind, können nach einem Abstichvorgang an einem Hochofen unter der Kühlwirkung des Kühlmittels, das durch die Kühlschlagen 37 strömt, zum Erstarren gebracht werden, so dass im Auslaufbereich des Abstichkanals 1 ein ausreichend starker Verschlussstopfen 38 gebildet wird. Durch mit dem elektrischen Induktionsspulensystem nach 4 oder durch um den Abstichkanal herumgeführte elektrische Induktionsspulen erzeugte Wirbelströme kann der Verschlussstopfen 38 aus erstarrter Schmelze an seiner mit den Innenrohrabschnitten 6 in Kontakt stehenden äußeren Umfangsfläche wieder angeschmolzen werden, so dass der Stopfen unter der Wirkung des Innendrucks des Hochofens aus dem Abstichkanal herausgedrückt wird und ein neuer Abstichvorgang eingeleitet werden kann.
Der Kühlvorgang kann jedoch auch derart feinfühlig gesteuert werden, dass lediglich im äußeren Strömungsbereich des Schmelzestroms unmittelbar an den Innenrohrabschnitten eine Erstarrung oder ein extrem zählflüssiger Zustand des Schmelzestroms kurz vor dem Erstarrungspunkt herbeigeführt wird, so dass ein Innenbelag auf der Innenwand der Innenrohrabschnitte erzeugt wird. Auf diese Weise wird während des Abstichvorgangs der gesamte oder zumindest der überwiegende Teil des Verschleißes von den Innenrohrabschnitten ferngehalten.
Der Abstichkanal 39 gemäß 6 wird durch ein Außenrohr 3 und ein Innenrohr 4 gebildet, das aus Rohrabschnitten 6 besteht, deren Innenwände 40 als Buhnen 41 ausgebildet sind, derart, dass sich eine Reihenanordnung von Buhnen 41 ergibt, deren Öffnungen 42 sich in Strömungsrichtung a des Schmelzestroms 8 verjüngen. Die Reihenanordnung der Buhnen 41 bewirkt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Schmelzestroms 8 an den Innenwänden 40 der Innenrohrabschnitte 6 gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit des zentralen Schmelzestroms stark verlangsamt wird und dadurch auch der Abrasionsverschleiß der Innenrohrabschnitte 6 verringert wird. Aufgrund der niedrigen Strömungsgeschwindigkeit des Schmelzestroms 8 im Innenwandbereich der Rohrabschnitte 6 des Innenrohres 4 des Abstichkanals 39 ist es möglich, in diesem Bereich mittels des Kühlmittels, dass die das Außenrohr 3 des Abstichkanals 39 umschließende Kühlschlange 37 durchströmt, die Schmelze stark abzukühlen, während der zentrale, schnellfließende Schmelzestrom nicht oder nur wenig abgekühlt wird. Durch eine genaue Steuerung des Kühlvorgangs wird auf der durch die Innenwände 40 der Innenrohrabschnitte 6 gebildeten Innenwand 43 des Innenrohres 4 eine erstarrte, gegen Verschleiß schützende Schmelzeschicht 44 gebildet. Wegen der geringeren Strömungsgeschwindigkeit des Schmelzestroms 8 an der Innenwand 43 des Innenrohres 4 ist es mit wesentlich weniger Energieaufwand als bei dem Abstichkanal 1 nach 5 möglich, unter der Einwirkung des die Kühlschlangen 37 durchströmenden Kühlmittels eine Schicht 44 von erstarrter oder sehr zähflüssiger Schmelze auf der Innenwand 43 des Innenrohres 4 des Abstichkanals 39 zu erzeugen. Die Buhnen 41 wirken sich gemeinsam mit den Kühlschlangen 37 auch dann besonders günstig aus, wenn die Beendigung eines Abstichvorgangs durch einen im Innenrohr 4 des Abstichkanals 39 gebildeten Verschlussstopfen 38 aus erstarrter Schmelze erfolgen soll.

1: Abstichkanal
2: Hochofen
3: Außenrohr
4: Innenrohr
5: Ausmauerung von 2
6: Rohrabschnitt von 4
6a: neuer Rohrabschnitt von 4
6b: verschlissener Rohrabschnitt von 4
7: Auslauföffnung von 1
8: Schmelzestrom
9: Einlauföffnung von 1
10: Hochofenaußenwand
11: Überstandsmaß von 6b
12: Schmelze
13: Hochofeninnenwand
14: Schmiermittelschicht
15: Rohrmantelsegment
16: Längssteg von 15
17: Absatz von 15
18: Maschine zum Einschieben von 6a in 3
19: Ausleger von 18
20: Verschlussstopfen von 1
21: Kolbenstange von 22
22: Hubzylinder von 18
23: Regelvorrichtung (4)
25: Kern von 23
26: Joch von 25
27: Joch von 25
28: Induktionsspule auf 26
29: Induktionsspule auf 26
30: Induktionsspule auf 26
31: Induktionsspule auf 27
32: Pol von 25
33: Pol von 25
34: Magnetfeld zwischen 32, 33
35: Spalt zwischen 32, 33 und 3
36: Kühlvorrichtung
37: rohrförmige Kühlschlange
38: Verschlussstopfen von 1, 39
39: Abstichkanal (6)
40: Innenwand von 6
41: Buhne
42: Öffnung von 41
43: Innenwand von 4
44: Schmelzeschicht auf 43
a: Strömungsrichtung von 8

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4492636 C2 [0005]
- FR 26030130 [0006]
- JP 588001007 A [0006]
- JP 63007308 A [0006]
- SU 605068 A [0006]

Claims

Abstichkanal zur Ableitung von Eisen- und Metallschmelzen sowie flüssiger Schlacke aus metallurgischen Behältern, insbesondere Hochöfen und Schmelzöfen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstichkanal (1) durch ein Außenrohr (3) und ein in diesem axial verschiebbares Innenrohr (4) gebildet wird, wobei das Außenrohr (3) fest mit der feuerfesten Ausmauerung (5) des Ofens (2) verbunden ist und beide Rohre (3, 4) aus einem hochfeuerfesten Material bestehen.
Abstichkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (4) aus Rohrabschnitten (6) besteht, die zur Kompensation des abrasiven und chemischen Verschleißes, der durch den aus dem Ofen (2) austretenden Schmelze- und Schlackestrom bewirkt wird, in bestimmten Zeitabständen durch neue Rohrabschnitte (6a) ersetzt werden, wobei die neuen Rohrabschnitte (6a) durch die Auslauföffnung (7) des Abstichkanals (1) entgegen der Strömungsrichtung (a) des Schmelzestroms (8) in das Außenrohr (3) eingeschoben und dabei gleichzeitig verschlissene Innenrohrabschnitte (6b) durch die Einlauföffnung (9) des Abstichkanals (1) aus dem Außenrohr (3) heraus in den Ofen (2) geschoben werden.
Abstichkanal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenrohrabschnitt (6b), durch den der Schmelzestrom (8) in den Abstichkanal (1) des Ofens (2) eintritt, um ein bestimmtes Maß (11) zum Schutz des Außenrohres (3) und der Innenwand (13) des Ofens (2) in diesen hineinragt.
Abstichkanal nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenrohrabschnitte (6) aus stabförmigen, axial nebeneinander angeordneten Rohrmantelsegmenten (15) bestehen, die formschlüssig miteinander verbunden sind.
Abstichkanal nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Rohrmantelsegmente (15) am Außenumfang auf einer Seite jeweils einen Längssteg (16) und auf der gegenüberliegenden Seite einen dem Längssteg (16) angepassten Absatz (17) aufweisen, derart, dass beim Zusammenbau der Rohrabschnitte (6) des Innenrohres (4) der Längssteg (16) eines Rohrmantelsegments (15) mit dem Absatz (17) des angrenzenden Rohrmantelsegments (15) in Eingriff gelangt.
Abstichkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein zwischen Außenrohr (3) und Innenrohr (4) wirkendes Schmiermittel (14) vorzugsweise auf mineralischer Basis, das bei den hohen Temperaturen des aus dem Hochofen (2) oder Schmelzofen austretenden Schmelze-Schlackestroms seine volle Gleitfähigkeit entfaltet und erst bei Temperaturen, die unter den Temperaturen der fließfähigen Schmelze und der Schlacke liegen, erstarrt.
Abstichkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Außenrohr (3) und Innenrohr (4) aus einem hochfesten, insbesondere keramischen Material beziehungsweise Kohlenstein bestehen und dass das Material des Innenrohres (4) zusätzlich beständig gegen abrasiven und chemischen Verschleiß ist.
Abstichkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser (1) mit einer Vorrichtung (23) zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit sowie zum Abbremsen und zum Anhalten von nichtferromagnetischen Schmelzeströmen (8) ausgestattet ist, wobei die Regelvorrichtung (23) mindestens einen Kern (25) aus ferromagnetischem Material mit mindestens zwei Polen (32, 33) aufweist, die um den Abstichkanal (1) angeordnet sind, und wobei auf dem Kern (25) elektrische Induktionsspulen (28–31) zur Erzeugung mindestens eines Magnetfeldes (34) angeordnet sind, das auf den Schmelzestrom (8) in dem zwischen den beiden Polen (32, 33) angeordneten Abstichkanal (1) wirkt, derart, dass in dem Schmelzestrom (8) eine Spannung induziert wird, durch die in dem Schmelzestrom Wirbelströme erzeugt werden, wobei durch das Zusammenwirken von Magnetfeld und Wirbelströmen Kräfte erzeugt werden, die die Strömungsgeschwindigkeit des Schmelzestroms beeinflussen.
Abstichkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser (1) außen von einer Kühlvorrichtung (36) zur Überführung des Schmelzestroms (8) in den Erstarrungszustand nach einem Abstichvorgang und einer Heizvorrichtung zum Aufschmelzen der erstarrten Schmelze zur Wiederherstellung des Schmelzestroms für einen erneuten Abstichvorgang umgeben ist.
Abstichkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Innenwände (40) der Innenrohrabschnitte (6) als Buhnen (41) mit einer sich in Strömungsrichtung (a) des Schmelzestroms (8) verjüngenden Öffnung (42) zum Abbremsen der Strömungsgeschwindigkeit im äußeren Bereich des Schmelzestroms (8) zur Verringerung des abrasiven und chemischen Verschleißes an den Innenwänden (40) der Innenrohrabschnitte (6).
Abstichkanal nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Ausbildung einer zählflüssigen oder erstarrten, gegen Verschleiß schützenden Schmelzeschicht (44) auf den Innenwänden (40) der Innenrohrabschnitte (6) durch eine intensive Abkühlung des im äußeren Bereich verlangsamten Schmelzestroms (8) durch mindestens eine Kühlschlange (37), die das Außenrohr (3) umgibt.