DE1508292B1 - Reaktionsgefaess zur Stahlherstellung nach dem Sauerstoffaufblaseverfahren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein mit einer feuerfesten regt werden, daß der Verschleiß des Mauerwerks unAuskleidung versehenes Reaktionsgefäß zur Um- gleichmäßig ist, die Temperaturwechselbeanspruchung Wandlung fester und flüssiger Einsatzstoffe — wie sehr hoch wird und als Folge hiervon Deformationen Roheisen und Schrott — zu Stahl nach dem Sauer- des Gefäßes und Risse auftreten. Schwierigkeiten Stoffaufblaseverfahren, bestehend aus einem oder 5 dieser und weiterer Art sind bei allen derzeit bemehreren das zu frischende Bad aufnehmenden kannten Tiegelkonstruktionen zu erwarten, wenn sie unteren Gefäßteilen und einem in der Blasestellung über eine bestimmte Größe hinaus, die, wie gesagt, an den Kamin angeschlossenen, mit Zuführeinrich- bei etwa 3001 Abstichgewicht liegt, vergrößert Wertungen für das Einsatzgut für eine oder mehrere den. Bei Gefäßen mit eingeschweißten Tragringen Blaslanzen und für Zuschlagstoffe versehenen io würde ein Ausgleich der unterschiedlichen Wärmehaubenförmigen oberen Gefäßteil. dehnungen des tragenden, mit Flanschen versehenen

Die bisher verwendeten Reaktionsgefäße zur Er- Mittelteils gegenüber dem Ober- und Unterteil nicht zeugung von Stahl aus Roheisen mittels von oben mehr möglich sein; bei Tiegelgefäßen mit eigenem, aufgeblasenen Sauerstoffs, sogenannte Tiegel oder unabhängigem Tragring ließe sich das für die Konverter, waren von zylindrischer oder birnen- 15 Wärmedehnung des Tiegels vorzusehende große Spiel förmiger Gestalt. Sie waren gewöhnlich in einem nicht mehr mit der für die zu bewegenden großen Tragring gelagert, der um den Umfang des Gefäßes Gewichte notwendigen Formschlüssigkeit der Vergelegt war, und mittels Tragzapfen, die mit einem bindungen der Auflagerpratzen auf dem Tragring Kippantrieb verbunden waren, aus aufrechter vereinbaren. Bei einem 300-t-Tiegel beträgt das Ge-Stellung in den Kopfstand kippbar. Es besteht das 20 samtgewicht des Tiegels einschließlich Ausmauerung Bestreben, das Fassungsvermögen von Tiegeln und eingesetzter Charge etwa 13001. Der Außenständig zu erhöhen, und man hat Tiegel der be- durchmesser liegt bei etwa 8,5 m, die Höhe beträgt schriebenen Art neuerdings bis zu einer Kapazität etwa 10 m. Es müssen schon sehr dicke Bleche für von 300 t gebaut. Gefäß und Tragring verwendet werden, deren Stärke

Die bisherigen Erfahrungen mit solchen Groß- 25 bis 200 mm beträgt. Das Schweißen von solchen tiegeln haben gegenüber den kleinen und mittel- Blechen macht größte Schwierigkeiten, und die Vergroßen Tiegeln Nachteile und Schwierigkeiten ge- wendung von Qualitätsstählen höherer und höchster zeigt, die mit den Abmessungen der Gefäße zu- Festigkeit ist notwendig. Es ist verständlich, daß sammenhängen. So wurden mit zunehmender Tiegel- Wirtschaftlichkeitserwägungen auch hier eine Grenze größe die Verhältnisse von Badoberfläche zu Bad- 30 setzen.

tiefe sowie der Größe des Brennflecks (Reaktions- Es ist die Ausführung eines kippbaren Konverters fläche des auf das Metallbad aufgeblasenen Sauer- bekannt, bei der das Reaktionsgefäß aus zwei Teilen Stoffstrahls) zur Badoberfläche ungünstig gegenüber besteht. Das Unterteil des Gefäßes kann hierbei der Technik mit mittelgroßen Konvertern, die in der mittels eines Transportwagens ausgewechselt werden, Größenordnung von 50 bis 100 t liegen. Auch durch 35 während das Oberteil des Gefäßes kippbar fest geden Einsatz von Mehrlochdüsen können die Pro- lagert ist (deutsches Gebrauchsmuster 1 693 770). bleme bei zunehmender Größe der Tiegel nicht ge- Weiterhin ist eine Ausführung von Konvertern belöst werden. Mehrlochdüsen bewirken zwar trotz kannt, bei der die Haube gegenüber dem kippbar großer Sauerstoffzufuhr pro Zeiteinheit ein ruhigeres fest gelagerten Reaktionsgefäß seitlich verschiebbar Blasverhalten ohne besondere Auswurferscheinun- 40 angebracht ist (deutsche Auslegeschrift 1182 272). gen; es muß aber eine geringere Haltbarkeit, ver- Schließlich ist eine Ausführung von Transportwagen glichen mit Einlochdüsen, in Kauf genommen wer- mit Hubeinrichtiingen bekannt, die es gestattet, einden, und die Herstellung weicher Stahlqualitäten ist teilige kippbare Konvertergefäße aus dem Konverterschwieriger, gestell zu entfernen, um Erneuerungen und Aus-

Abgesehen von den geschilderten metallurgischen 45 besserungen an dem Gefäß vorzunehmen (deutsche Schwierigkeiten bringt der Bau großer Tiegel- Auslegeschrift 1147 962). Alle diese Ausführungseinheiten von der rein konstruktiven und fertigungs- formen von Konvertern beziehen sich auf kippbare technischen Seite her große Schwierigkeiten. Gefäße, die bei einem Abstichgewicht von mehr als

Während die geschilderten Probleme bei Tiegeln etwa 300 t nicht mehr geeignet sind. Im übrigen wird bis zu 3001 gerade noch beherrschbar sind, ist eine 50 es bei kippbaren Konvertern immer erforderlich sein, weitere Tiegelvergrößerung nach dem Vorbild der komplizierte Schraub- oder sonstige Verbindungen konventionellen kippbaren Tiegelgefäße nicht mehr vorzusehen, wenn das eigentliche Reaktionsgefäß möglich, obwohl die Tendenz und das Bestreben zu aus zwei oder mehr Teilen besteht, einer weiteren Erhöhung der Kapazitäten der Um- Ziel der Erfindung ist es, die geschilderten wandlungsgefäße noch anhält. Man müßte nämlich 55 Schwierigkeiten durch die Schaffung eines Reaktionsfür noch größere Gefäße die Badoberfläche weiter gefäßes zu überwinden, das — verglichen mit den vergrößern, wenn nicht die Badtiefe zu groß werden bisherigen Tiegelkonstruktionen — mit wesentlich soll, d. h., man müßte Gefäße mit großem Durch- vergrößerter Kapazität gebaut werden kann und die messer bauen, bei denen die Schwierigkeit besteht, Beschränkungen in technischer und wirtschaftlicher daß die Ringe der feuerfesten Ausmauerung eine zu 60 Hinsicht bei weiterer Kapazitätsvergrößerung vergeringe Spannung haben, die Zustellung der Gefäße mindert. Dabei kommt es besonders darauf an, daß also außerordentlich schwierig ist und die Haltbar- sowohl das Austauschen von vollständigen Konkeit von vornherein sehr gering sein würde. Es vertergefäßen oder von Einzelteilen der Gefäße als würden sich dann die weiteren Probleme ergeben, auch die Verbindung der Gefäßteile miteinander bei daß die Temperaturverteilung im Gefäß und im 65 mehrteiligen Gefäßen schnell und einfach erfolgen Tragring ungleichmäßig ist, daß durch örtliche Über- kann.

hitzung und Ausbildung von Zonen höherer und Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erniedrigerer Temperatur Auswurferscheinungen ange- reicht, daß die Gefäßteile des unkippbaren Reak-

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tionsgefäßes auf getrennten Bahnen mittels Roll- faß nicht kippbar ist, bewirkt das Gewicht der aufvorrichtungen verschiebbar angeordnet sind und daß einander stehenden, zum fertigen Gefäß zusammen-Hebevorrichtungen vorgesehen sind, durch welche gefügten Gefäßteile selbst bzw. die Druckvorrichtung die Gefäßteile voneinander abhebbar sind. eine genügende Dichtung. Die schmalen Ringspalte Im erfindungsgemäßen Frischgefäß können alle 5 zwischen den einzelnen Teilen können durch bekannten Stahlherstellungsverfahren, wie sie in plastische feuerfeste Massen gedichtet werden und kleinen und mittelgroßen kippbaren Tiegeln durch- werden während des Betriebes durch an der Innengeführt werden, ohne Schwierigkeiten ausgeübt wer- wand der feuerfesten Auskleidung herablaufende den. So können im erfindungsgemäßen Reaktions- Schlacke endgültig geschlossen,
gefäß auch die verschiedenen bekannten Techniken io In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand mit Zuführung von Wärme angewendet werden, schematisch dargestellt.

wenn das zu verblasende Roheisen chemisch kalt ist F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungs-

oder wenn ein Teil des flüssigen Roheisens durch gemäßen Reaktionsgefäßes im Aufriß und

feste Einsatzstoffe, wie Schrott, ersetzt werden soll. F i g. 2 im Grundriß.

Die horizontale Verschiebung der einzelnen Ge- 15 Fig. 3 zeigt die Tragkonstruktion für den Mittel-

fäßteile zum Zwecke der Neuzustellung des Gefäßes teil und Haubenteil des Gefäßes und

entlang der Bahnen kann mittels Rädern, Walzen, F i g. 4 die Ausbildung der Stoßfugen des zu-

Rollenlagern od. dgl. erfolgen, wobei die Bahnen von sammengefügten Reaktionsgefäßes gemäß der Er-

einem Mittelstand, dem Blasstand, zu beiderseits des findung.

Blasstandes angeordneten Ausmauerständen reichen. 20 F i g. 5 erläutert eine abgeänderte Ausführungs-Wenn dabei dreiteilige Gefäße verwendet werden, form des Haubenteils mit einer Schrottvorwärmalso solche mit dem eigentlichen, das Bad auf- kammer. In den

nehmenden untersten Gefäßteil, einem den Reak- F i g. 6, 7 und 8 sind abgeänderte Ausführungs-

tionsraum bestimmenden Mittelteil und einem formen eines erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßes

haubenförmigen Gefäßteil, so befinden sich auf den 25 dargestellt.

drei Ständen zusammen jeweils sechs Gefäßteile. Da- In F i g. 1 ist das Reaktionsgefäß allgemein mit R

mit wird sichergestellt, daß am Blasstand stets ein bezeichnet. Es besteht aus dem untersten Gefäßteil 1,

fertiges, blasebereites Gefäß zur Verfügung steht. welcher das flüssige Bad aufnimmt und einen ver-

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung be- schließbaren Abstich 2 besitzt, sowie dem mittleren

steht darin, daß sich die untere Gefäßhälfte konisch 30 Gefäßteil 3 und dem haubenförmigen Gefäßteil 4.

nach oben erweitert. Diese drei Teile 1, 3 und 4 sind horizontal verschieb-

Weiter können die Gefäßteile des Reaktions- bar, und zwar der das Bad aufnehmende Teil 1 gefäßes kreisrunden oder, bei größeren Abstich- mittels des Fahrgestells 5, das mit Rädern 6 auf in gewichten, von der Ellipse abgeleiteten Querschnitt einer Grube verlegten Schienen 8 geführt ist, und haben, wobei die Krümmungskurven durch kurze 35 mittels gegenüberliegender Rollenbahnen, die durch gerade Abschnitte ersetzt sein können. Hierbei Anordnung von Rollen 7 zwischen einer Auflagerbraucht nur die Innenkontur der feuerfesten Aus- fläche 40 des Ständers 42 und einem vom Gefäßkleidung rund oder elliptisch ausgebildet zu sein. teil 1 abstehenden Stützfiansch 41 gebildet sind, der Der Mantel des Gefäßes kann von dieser Form mehr Gefäßteil 3 ebenfalls mittels gegenüberliegender oder weniger abweichen; er kann also auch quadra- 40 Rollenbahnen, die durch Anordnung von Rollen 7 tisch, rechteckig oder vieleckig sein. zwischen einer Auflagerfläche 43 des Ständers 42

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des er- und einem vom Gefäßteil 3 abstehenden Stützflansch findungsgemäßen Reaktionsgefäßes entsteht dadurch, 44 gebildet sind, und der Gefäßteil 4 mittels eines daß der Blechmantel des das Bad aufnehmenden einen Hubzylinder aufweisenden Haubenwagens 9, Gefäßteils auf der Seite des Abstichloches und ge- 45 der auf in Längsrichtung der Halle auf den Trägern gebenenfalls gegenüber eine während einer Ofenreise 45 gelegten Schienen geführt ist und an dem mittels verschließ- und verriegelbare Tür aufweist, nach Spindeln bzw. hydraulischer Hubeinrichtungen 46 der deren Öffnen ein Ramm- und Räumgerät zum Aus- Haubenteil aufgehängt ist. Alle drei Teile des Gebrechen und Abtransportieren des verschlissenen fäßes sind, wie angedeutet, mit einer feuerfesten Mauerwerks einführbar ist. 50 Auskleidung versehen. Der Haubenteil 4 wird zentral

Weiter läßt sich das Reaktionsgefäß erfindungs- von einer Blaslanze 10 durchsetzt, weist ferner eine

gemäß dadurch ausgestalten, daß der Schrottzu- mit einem Rohrstutzen 47 ausgebildete Öffnung für

führungsöffnung eine Schrottvorwärm- und -chargier- Zuschlagstoffe auf und schließt an den mit 11 be-

kammer zugeordnet ist, die mit dem haubenförmigen zeichneten Kamin an. Auf dem Fahrgestell 5, unter-

Gefäßteil integral zusammenhängen kann. 55 halb des Bodens des Unterteils 1 des Gefäßes, sind

Schließlich kann in der Schrottvorwärmkammer hydraulische Druckvorrichtungen, wie Stempel 50, eine Vorschubeinrichtung zum Einbringen des angeordnet, die dazu bestimmt sind, den unteren GeSchrotts angeordnet sein, deren Schubfläche konvex fäßteil 1 anzuheben und gegen die Teile 3 und 4 zu gekrümmt oder in Schubrichtung geneigt ist. pressen.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ergibt sich 60 Der haubenförmige Gefäßteil besitzt einander

aus folgendem: gegenüberliegende, durch Türen verschließbare Zu-

Soweit man bisher mehrteilige Gefäße schon ver- führungsöffnungen, und zwar die Zuführungsöffnung wendet hat, z. B. solche mit einem abnehmbaren 12 für Roheisen und die Zuführungsöffnung 13 für Bodenteil, mußte die Verbindung formschlüssig sein, Schrott. Der obere Rand des Reaktionsgefäßes auf derart, daß die beiden Teile mit Ringflanschen an- 65 der Seite der Zuführungsöffnung 13 ist als bogeneinandergefügt und durch Schrauben sowie Keile förmige Schwelle 48 von etwa trapezförmigem Querverbunden wurden. Dies ist bei der erfindungs- schnitt ausgebildet; sie kann wassergekühlt sein. Dagemäßen Einrichtung nicht vorgesehen. Da das Ge- mit wird ein Schutz des Gefäßrandes gegen Be-

Schädigung durch den anfallenden Schrott erreicht. Mit 14 ist eine Roheisenpfanne im Moment des Chargierens bezeichnet, die vom Chargierkran 15 getragen wird. 16 ist eine fahrbare Schrottschurre. Weitere Türen 38, 39 sind im untersten Gefäßteil an gegenüberliegenden Stellen vorgesehen, um das Auswechseln des verschlissenen Mauerwerks zu ermöglichen. Ferner ist in F i g. 1 noch eine Abstichrinne 17 dargestellt, die beispielsweise mittels des Chargierkranes in die und aus der Abstichstellung ge- ίο bracht werden kann, und mit 18 ist eine Gießpfanne bezeichnet, die auf einem Quertransportwagen 19 geführt wird. Dieser Quertransportwagen läuft auf Schienen 20, die unter Hüttenflur gelegt sind.

In F i g. 2 ist ein von der Ellipse abgeleiteter Grundriß des Gefäßes dargestellt.

In Fig. 3 ist eine abgeänderte Einrichtung zur horizontalen Verfahrbarkeit des mittleren Gefäßteils 3 und des haubenförmigen Gefäßteils 4 dargestellt. Beide Gefäßteile 3,4 hängen an einer Tragkonstruktion 21 bzw. 2Γ, die mit Rädern 22 und 22' verbunden sind, welche auf zwei parallel nebeneinander angeordneten Schienen 23 und 23' geführt sind.

Die aus den Gefäßteilen 1 und 3 bestehende untere Gefäßhälfte ist in halber bis zwei Drittel ihrer Gesamthöhe geteilt. Der unterste Gefäßteil 1 und der mittlere Gefäßteil 3 sind nach außen konisch sich erweiternd ausgebildet, um die Chargierung des Roheisens durch die Öffnung 12 leicht zu ermöglichen und die Zustellung der Gefäßteile 1 und 3 durch Verwendung des gleichen Steinformats zu vereinfachen. Auch wird die Geschwindigkeit der abziehenden Gase durch die erweiterte Mündung verlangsamt, wodurch hochgeschleuderte Schlackenoder Stahltröpfchen wieder in das Reaktionsgefäß zurückfallen.

Die Abdichtung der Trennstellen im Reaktionsbereich zwischen den Gefäßteilen 1 und 3 kann durch plastische feuerfeste Massen 28 erfolgen, wie in F i g. 4 gezeigt. Unmittelbar am Blechmantel der Teile 1, 3 sind die Dauerfuttersteine 25 angeordnet; dann kommt eine Hinterstampf ungsschicht 26, worauf nach innen zu die Reihe 27 der Steine des Verschleißfutters folgt, das sich teilweise auf dem Stützflansch 24 abstützt.

Die chemische und fühlbare Wärme der Ofengase wird zur Vorwärmung von Schrott und Zuschlagstoffen verwendet. Zu diesem Zweck ist der haubenförmige Gefäßteil 4 nach einer Seite hin erweitert, wodurch eine Schrottvorwärmkammer gebildet wird, wie in F i g. 5 dargestellt. Diese mit dem haubenförmigen Gefäßteil integral zusammenhängende Schrottvorwärmkammer ist mit 29 bezeichnet. Die Schrottvorwärmkammer und der vordere Teil des Gefäßteils 4 schließen an den Kamin 11 an. Am Boden der Schrottvorwärmkammer sind Rollen 30 angeordnet, auf welchen Schrottchargiermulden geführt werden können. Die Entleerung der Chargiermulden in der Vorwärmkammer erfolgt mittels der Vorschubeinrichtung 36, deren Schubfläche 37 in Schubrichtung konvex gekrümmt ist.

Die Probenahme und die Tauchtemperaturmessung erfolgen durch die Öffnung 12, die durch eine Tür geschlossen ist.

In den F i g. 6 einerseits sowie 7 und 8 andererseits sind zwei weitere abgeänderte Ausführungsformen von dreigeteilten Reaktionsgefäßen gemäß der Erfindung dargestellt.

Hierbei zeigt die F i g. 6 ein im Grundriß kreisförmiges Reaktionsgefäß aus den Teilen 1,3 und 4. Der Abstich 2 ist wie bei einem Siemens-Martin-Ofen ausgebildet. Mit 47 ist wiederum die Zuführung für die Zuschlagstoffe bezeichnet.

Das in F i g. 7 im Aufriß und in F i g. 8 im Grundriß gezeigte Frischgefäß eignet sich für Anlagen mit sehr großer Kapazität, beispielsweise mit 400 oder Abstichgewicht. Das Gefäß ist wieder dreigeteilt und besteht aus den Teilen 1, 3 und 4. Es hat im wesentlichen elliptischen Querschnitt und zwei Blaslanzen 10, 10', die in den Krümmungsmittelpunkten der Ellipse liegen. Das Verhältnis der Ellipsenachsen soll etwa 1,3:1 betragen und demnach das Verhältnis von Länge zu Durchmesser etwa 1,6. Bei einem 400-t-Gefäß wurden die Ellipsenachsen etwa 3,4 m und 4,5 m, bei einem 500-t-Gefäß und analogem elliptischem Grundriß des Reaktionsgefäßes 5,05 m und 3,82 m betragen, woraus sich ein Abstand der Düsen vom Scheitelpunkt der Ellipse von 2,57 m bzw. 2,9 m ergibt. Im haubenförmigen Gefäßteil 4 ist eine Schrottmulde 31 vorgesehen. Unterhalb des Abstiches 2 sind eine Gießpfanne 18 und seitlich davon jeweils eine Schlackenpfanne 32 vorgesehen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Mit einer feuerfesten Auskleidung versehenes Reaktionsgefäß zur Umwandlung fester und flüssiger Einsatzstoffe — wie Roheisen und Schrott — zu Stahl nach dem Sauerstoffaufblaseverfahren, bestehend aus einem oder mehreren, das zu frischende Bad aufnehmenden unteren Gefäßteilen und einem in der Blasestellung an den Kamin angeschlossenen, mit Zuführeinrichtungen für das Einsatzgut, für eine oder mehrere Blaslanzen und für Zuschlagstoffe versehenen haubenförmigen oberen Gefäßteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßteile (1, 3, 4) des unkippbaren Reaktionsgefäßes (R) auf getrennten Bahnen (8, 40, 43, 45) mittels Rollvorrichtungen (6, 7) verschiebbar angeordnet sind und daß Hebevorrichtungen (46, 50) vorgesehen sind, durch welche die Gefäßteile (1, 3, 4) voneinander abhebbar sind.

2. Reaktionsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die untere Gefäßhälfte (1, 3) konisch nach oben erweitert.

3. Reaktionsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßteile (1,3,4) kreisrunden oder von der Ellipse abgeleiteten Querschnitt haben, wobei die Krümmungskurven durch kurze gerade Abschnitte ersetzt sein können.

4. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechmantel des das Bad aufnehmenden Gefäßteiles (1) auf der Seite des Abstichloches (2) und gegebenenfalls gegenüber eine während einer Ofenreise verschließ- und verriegelbare Tür (38, 39) aufweist.

5. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrottzuführungsöffnung (13) eine Schrottvorwärm- und -chargierkammer (29) zugeordnet ist, die mit

dem haubenförmigen Gefäßteil (4) integral zusammenhängen kann.

6. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schrottvorwärmkammer (29) eine Vorschubeinrichtung (36) zum Einbringen des Schrotts angeordnet ist, deren Schubfiäche (37) konvex gekrümmt oder in Schubrichtung geneigt ist.

7. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1

bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der einzelnen Gefäßteile (1, 3, 4) am untersten Gefäßteil (1) Druckvorrichtungen (50), vorzugsweise in Form von hydraulischen Hebevorrichtungen, vorgesehen sind.

8. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abheben des haubenförmigen Gefäßteiles (4) eine hydraulische Hubeinrichtung (46) vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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