DE19747317A1 - Behandlungsgefäß für Metallschmelzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gefäß zum Behandeln von Metallschmelzen, insbesondere zum Vakuumbehandeln von in einer Pfanne befindlichen Schmelzen, beispielsweise Rohstahlschmelzen aus einem Konverter.

Derartige feuerfest ausgekleidete Gefäße sind in unter­ schiedlicher Beschaffenheit bekannt und dienen zum sekundärmetallurgischen Behandeln, insbesondere auch zum Standentgasen von Schmelzen unter vermindertem Druck, und zur Spülgasbehandlung unter atmosphärischem Druck. Sie besitzen einen Deckel zum Verschließen des Gefäßes, der üblicherweise mit Hilfe eines schienengebundenen Deckelwagens oder Krans auf das Gefäß gebracht bzw. zwischen einer Ablage oder Warteposition und dem Gefäß hin- und hertransportiert wird.

Der Deckel ist üblicherweise mit mehreren Anschlußstutzen zum Einführen von Meßsonden, Probenneh­ mern und/oder einer Lanze zum Einblasen von Frischsauer­ stoff oder Spülgasen sowie ggf. einer Vakuumschleuse zum Einbringen von Legierungsmitteln, Desoxidationsmitteln und Zusatzstoffen, beispielsweise Schlackenbildnern sowie einem wassergekühlten Strahlenschutz versehen.

Eine Pfanne für die sekundärmetallurgische Behandlung von Metallschmelzen kann einen Anschluß und einen porösen Bodenstein zum Einleiten eines Behandlungsgases besitzen. Darüber hinaus gehören zu der Pfanne häufig verschiedene Installationen, insbesondere ein aufgesetzter Zwischendeckel zum Abschirmen des Reaktionsraums über der Schmelze bzw. zur Verminderung von Abstrahlungsverlusten, der verhindert, daß Metall- und Schlackenspritzer die Pfanne verlassen und sich an der Wandung sowie am Deckel des Vakuumgefäßes festsetzen. Der Zwischen- bzw. Pfannendeckel kann eine sehr unterschiedliche Beschaffenheit aufweisen; er ist feuerfest ausgekleidet und/oder wassergekühlt und besitzt üblicherweise eine mittige Öffnung, um das Abströmen eines unter dem Einfluß eines Vakuums die Schmelze verlassenden Gases zu ermöglichen. Ein solcher Deckel kann auch Öffnungen zum Einführen von Elektroden besitzen.

Des weiteren kommen in der Praxis ring- oder konusför­ mige Pfannenaufsätze zur Verwendung, mit deren Hilfe sich die Wandungshöhe der Pfanne und damit der Abstand zwischen der Badoberfläche und dem durch den Pfannenauf­ satz festgelegten Pfannenrand vergrößern läßt.

Schließlich ist es aus der europäischen Offenlegungs­ schrift 0 785 284 auch bekannt, die Pfannenschmelze im Innern einer in die Schmelze eintauchenden, nach unten offenen Haube zu behandeln, beispielsweise mit Sauer­ stoff zu frischen und ein Spülgas durch den Pfannenboden einzublasen.

In der betrieblichen Praxis ergibt sich beispielsweise die Notwendigkeit, nicht nur den Deckel eines Vakuumgefäßes, sondern auch die verschiedensten Installationen für die in dem Vakuumgefäß befindliche Pfanne wie Zwischendeckel, Pfannenaufsätze und Tauchhauben jeweils zwischen einer Warteposition oder einer Ablage mehr oder minder entfernt von der Standentgasungsanlage und ihrer Betriebsstellung hin und her zu transportieren. Dies kann mit Hilfe eines unter der Hallendecke auf Schienen verfahrbaren Brückenkrans geschehen. Das reicht jedoch normalerweise nicht aus, weil die Behandlung der Schmelze erst dann beginnen kann, wenn sowohl die Pfanne komplettiert als auch der Deckel des Vakuumgefäßes aufgesetzt ist und das Vakuum eingeschaltet werden kann. Ebenso bedarf es am Ende der Behandlung zunächst eines Abhebens des Deckels vom Vakuumgefäß, der dann mit Hilfe des Krans zur Seite geschafft werden muß, ehe der Kran zu der Standentgasungsanlage zurückfahren und dann bei­ spielsweise den Pfannendeckel oder eine Tauchhaube auf­ nehmen kann.

Der Kranbetrieb ist demgemäß mit einem erheblichen Zeit­ verlust vor dem Beginn und nach der Beendigung der Vaku­ umbehandlung verbunden. Dieser Zeitverlust erweist sich in zweierlei Hinsicht als außerordentlich nachteilig. Zum einen geht während der beiden Transportphasen wert­ volle Betriebszeit und demgemäß Behandlungskapazität verloren. Zum anderen unterliegt die Schmelze nicht nur einem nicht unerheblichen Temperaturverlust, sondern auch unerwünschten Reaktionen zwischen einer auf der Schmelze befindlichen Schlacke und/oder dem Sauerstoff und dem Stickstoff der Umgebungsluft.

Um diese Nachteile zu vermeiden, bedient sich die Praxis entweder eines schienengebundenen Deckelwagens und/oder eines Flurförderers in Gestalt eines Manipulators. Da moderne Standentgasungsanlagen, wie sie beispielsweise aus der europäischen Patentschrift 0 512 658 bekannt sind, mit zwei Vakuumgefäßen arbeiten, zwischen denen üblicherweise u. a. die Anlage zur Erzeugung des Vakuums sowie die Zuführung für die Legierungs- und die Desoxi­ dationsmittel sowie die Schlackenbildner angeordnet sind, sind für eine solche Doppelkesselanlage in der Regel, was der heutigen betrieblichen Praxis entspricht, zwei Transportkrane oder Deckelwagen und zwei Manipula­ toren erforderlich. Dies erfordert nicht nur hohe Inve­ stitionskosten, sondern auch den notwendigen Freiraum für das Verfahren der Manipulatoren in der unmittelbaren Umgebung der Standentgasungsanlage. Das Herumfahren der Manipulatoren im Bereich der Anlage ist zudem mit einer Gefährdung des Betriebspersonals und bei der Verwendung von Manipulatoren mit Verbrennungsmotoren mit einer Luftverschmutzung verbunden.

Ähnliche Probleme treten bei für eine sekundärmetallurgische Behandlung unter Atmosphärendruck bestimmten Gefäßen, beispielsweise Pfannen auf, wenn die Behandlung mehrere Deckel und/oder andere Installationen erfordert.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, insbesondere den technischen und finanziellen Aufwand beim Transport der Deckel und beweglichen Pfannenteile bzw. -installationen zu verringern.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Gefäß, dessen abnehmbarer Deckel auf der Unterseite mit einem Gehänge versehen ist, das der Aufnahme unterschiedlicher Installationen dient. Der Deckel kann feuerfest ausgekleidet und/oder wassergekühlt sein.

Ein solches Gehänge erlaubt es beispielsweise, nach einer Vakuumbehandlung den Pfannendeckel aufzunehmen und zusammen mit dem Gefäßdeckel in eine Warteposition oder zu einer Ablage zu verfahren. Auf diese Weise wird die Pfannenschmelze bzw. die Pfanne unmittelbar nach Beendigung der Vakuumbehandlung zugänglich. Ein Pfannen­ wechsel kann sich so innerhalb weniger Minuten abspie­ len, so daß die Vakuumbehandlung der nächsten Charge nach dem Zurückfahren des Gefäßdeckels mit dem Pfannen­ deckel zum Vakuumgefäß mit Hilfe eines Krans, eines Deckelwagens, einer Schwenkvorrichtung oder auch, was weniger vorteilhaft ist, eines verfahrbaren Manipulators innerhalb kürzester Zeit beginnen kann.

Das Gehänge kann mit Lasthaken, Schäkeln oder Ösen ver­ sehen sein, die sich unabhängig von der Art der sekundärmetallurgischen mit entsprechenden Komplementärteilen am Pfannendeckel, Pfannenaufsatz oder einer Pfannenhaube kurzfristig und für kurze Zeit verbinden lassen. Dies kann aktiv unter Zuhilfenahme pneumatischer oder elektromechanischer Antriebe, aber auch passiv durch eine einfache Relativbewegung zwischen dem Gefäßdeckel einerseits und beispielsweise dem Pfannendeckel andererseits geschehen.

Vorzugsweise befindet sich beispielsweise im Falle eines Vakuumgefäßes an der Unterseite des Gefäßdeckels eine Lasche mit einer Aufnahme für ein Einhängeelement, das am Pfannendeckel, -aufsatz oder einer Tauchhaube angeordnet sein kann. Aus Stabilitätsgründen empfiehlt es sich jedoch, den Gefäßdeckel mit mehreren, beispielsweise an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordneten Laschen zu versehen, denen dann eine entsprechende Anzahl entsprechend angeordnet er Ein­ hängeelemente entsprechen. Die Einhängeelemente der Pfanneninstallationen sollten ebenfalls am Ende von ver­ tikal verlaufenden Laschen angeordnet sein.

Eine besonders einfache Version ergibt sich, wenn das Einhängeelement aus einem horizontal verlaufenden Bolzen und die Aufnahme am Gefäßdeckel aus einem komplementären Loch besteht, in das sich der Bolzen durch einfaches horizontales Verfahren des Gefäßdeckels mit Hilfe eines Krans, eines schienengebundenen Deckelwagens oder eines Manipulators ohne weiteres einbringen läßt. Das Loch kann als Langloch, Schlüsselloch oder in der Form einer Hakenöffnung ausgebildet sein.

Die erfindungsgemäße Vereinigung des Gefäßdeckels mit einem Pfannendeckel oder einer anderen Pfanneninstallation für den Transport vom und zum Vakuumgefäß erlaubt einen raschen Wechsel des Pfannendeckels oder der Installation und insbesondere auch einen raschen Pfannenwechsel. Das führt zu einer wesentlichen Verkürzung der Stillstandszeiten bei wesentlich geringeren Investitions- und Wartungskosten, insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Transport­ einheit nicht mit Hilfe eines Manipulators, sondern mit Hilfe eines Deckelwagens oder auch mit Hilfe eines ohne­ hin vorhandenen Brückenkrans für den Pfannenwechsel bewegt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels für den Fall einer Standentgasung des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Vakuumgefäß im Betriebszustand,

Fig. 2 das offene Vakuumgefäß mit der Transporteinheit aus den beiden Deckeln in deren Warteposition und

Fig. 3 das Vakuumgefäß der Fig. 1 mit dem Gefäßdeckel in seiner Warteposition.

Das Vakuumgefäß 1 besitzt einen Deckel 2, der auf nicht dargestellte Weise beispielsweise mit einem schienenge­ bundenen Deckelwagen verbunden ist, dessen Schienen parallel zur Zeichnungsebene verlaufen. Der Deckel ist in üblicher Weise mit verschiedenen Angriffsstutzen 3 für eine Blaslanze, für Meßsonden und für die Zugabe von Behandlungsmitteln sowie das Gefäß 1 mit einer Vakuum­ leitung 4 ausgestattet.

In dem Vakuumgefäß 1 befindet sich auf einem nicht dar­ gestellten Bock eine Pfanne 5 mit der zu behandelnden Schmelze 6. Die Pfanne 5 ist mit einem Deckel 7 ver­ schlossen, durch dessen zentrische Öffnung 8 das bei der Vakuumbehandlung entstehende Abgas den Reaktionsraum über der Schmelze verlassen kann. Durch die zentrische Öffnung 8 lassen sich auch eine Blaslanze zum Einblasen von Frischsauerstoff in die Pfanne oder Heizelektroden einführen.

Die Unterseite des Gefäßdeckels 2 ist mit Laschen 9 ver­ sehen, denen komplementäre Laschen 10 am Pfannendeckel gegenüberliegen. Dabei sind die Laschen 9, 10 so beschaf­ fen, daß sie sich miteinander verbinden bzw. kuppeln lassen, beispielsweise dadurch, daß am Ende der einen Laschengruppe Aufnahmen und am Ende der anderen Laschen­ gruppe komplementäre Einhängeelemente, beispielsweise Bolzen 11 angeordnet sind.

In der in Fig. 1 dargestellten Situation verbleiben die Bolzen 11 der Laschen 10 in den Aufnahmen der Laschen 9, die vorzugsweise als Langlöcher ausgebildet sind, um eine Relativbewegung der beiden Deckel 2, 7 zueinander zu ermöglichen und so den Deckel 7 sicher auf dem Pfannen­ rand abzusetzen, ehe der Gefäßdeckel 2 seine Endlage auf dem Gefäßrand erreicht.

Im Falle eines Pfannenwechsels braucht lediglich die Transporteinheit 2, 7 aus dem Gefäßdeckel 2 und dem damit über die Laschen 9, 10 verbundenen Pfannendeckel zur Seite gefahren zu werden, um die Pfanne, wie in Fig. 2 dargestellt, für einen üblichen Kran zugänglich zu machen. Nach dem Pfannenwechsel braucht dann lediglich die Transporteinheit 2, 7 aus der Position gemäß Fig. 2 in die Position gemäß Fig. 1 zurückgefahren zu werden.

Die Erfindung eröffnet aber auch die Möglichkeit, den Gefäßdeckel alleine zur Seite zu fahren und den Pfannen­ deckel, wenn er gegen einen anderen Pfannendeckel ausge­ tauscht werden soll, beispielsweise beschädigt ist, mit Hilfe eines üblichen Hallenkrans zu entfernen bzw. durch einen anderen Pfannendeckel zu ersetzen, der dann zusam­ men mit dem Gefäßdeckel 2 eine neue Transporteinheit bildet. Selbstverständlich kann der Pfannendeckel auch auf der Pfanne verbleiben.

Ein Deckelwechsel ist aber auch aus der Deckelposition gemäß Fig. 2 möglich. Dazu braucht der Pfannendeckel 7 lediglich auf irgendeiner Unterlage abgesetzt und der Gefäßdeckel mit Hilfe des Deckelwagens ein kleines Stück nach links gefahren zu werden, bis die Einhängebolzen 11 an den Laschen 10 aus ihren komplementären Aufnahmen in den Laschen 9 freikommen. Der Gefäßdeckel läßt sich dann alleine anheben und zu einem anderen Pfannendeckel brin­ gen, dessen Einhängebolzen 11 sich dann, wenn sie mit den Aufnahmen der Deckellaschen fluchten, durch ein kurzes Verfahren des Gefäßdeckels in Richtung der Bolzen in die Aufnahmen der Laschen 9 einbringen lassen.

Der erfindungsgemäße Deckel eignet sich selbstverständlich nicht nur als Deckel eines Vakuumgefäßes, sondern auch zur Verwendung bei anderen Gefäßen, beispielsweise zum atmosphärischen Behandeln von Metallschmelzen in Pfannen.

Claims (7)

1. Gefäß zum Behandeln von Metallschmelzen mit

• - einem abnehmbaren Deckel (2) und
• - einem Gehänge (9) an der Unterseite des Deckels.

2. Gefäß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch minde­ stens eine an der Unterseite des Gefäßdeckels (2) angeordnete Lasche (9) mit einer Aufnahme für ein Einhängeelement (11)

3. Gefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Einhängeelement (11) am Deckel (7) einer Pfanne (5) angeordnet ist.

4. Gefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Einhängeelement (11) an einem Pfannen­ aufsatz angeordnet ist.

5. Gefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Einhängeelement (11) an einer Tauchhau­ be angeordnet ist.

6. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einhängeelement aus einem horizontal angeordneten Bolzen (11) und die Aufnahme aus einem komplementären Loch besteht.

7. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pfannendeckel (7) mit Heiz­ elementen versehen ist.