DE19821981A1 - Schlackerückhalte für den Abstichkanal eines Konverters mit Schwimmerverschluß und Lochsteinkanal einer Gießpfanne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermeidung von Schlackeinfiltratio­ nen mit einem auf dem Stahlbad schwimmenden Schwimmkegel aus Feuerfestmaterial und einem Führungsstab, der den Schwimmkegel beidseitig überragend ausgebildet ist, wovon das obere Stabende zum Anschlagen der Setzstange und das untere, bis in das Abstichloch des Konverters reichende Stabende als Führung dient. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Vermeidung von Schlackeinfiltrationen im Bereich des Auslaufes von Pfannen und E-Öfen, der über einen Stopfen o. ä. verschließbar ist.

Schwimmerverschlüsse oder auch als Schwimmkegel bezeichnete Vorrichtungen zur Vermeidung von Schlackeinfiltrationen sind seit langem bekannt. Ein Schwimmer­ verschluß mit austauschbarer Führungsstange bzw. einem Führungsstab ist aus der DE-OS 44 20 869 bekannt. Der Schwimmkegel, der auf dem Stahlbad aufschwimmt und die Schlacke daran hindern soll durch das Abstichloch abzuströmen, besteht aus Beton oder ähnlichem Feuerfestmaterial, wobei zur Vereinfachung insbesondere des Trans­ portes der Führungsstab aus dem Schwimmkegel herausnehmbar ausgebildet ist. Schwimmkegel und Führungsstab sind über eine Art Bajonettverschluß lösbar mitein­ ander verbunden. Das Gewicht des Schwimmkegels ist deutlich größer als das der Schlacke aber kleiner als das des Stahls. Auf diese Weise sinkt er durch die Schlacke und schwimmt auf dem flüssigen Stahlbad auf. Durch die besondere Formgebung ist er in der Lage, beim Entleeren des Konverters die Schlacke in der Konvertermündung zurückzuhalten, während der Stahl unter ihm durch das Abstichloch abfließen kann. Der Schwimmerverschluß mit seinem Führungsstab wird über eine Setzstange so auf das Stahlbad abgesenkt, das der Führungsstab in das Abstichloch greift, so daß der Schwimmerverschluß bzw. der Schwimmkegel das Abstichloch dann zwangsweise verschließt, wenn die gesamte erschmolzene Stahlmenge durch das Abstichloch abge­ flossen ist. Die beim Kippen des Konverters vorhandene kinetische Energie verwandelt sich während des Kipp- und Abstichvorganges in einen Strudel, so daß trotz des auf­ sitzenden Schwimmerverschlusses eine teilweise beträchtliche Menge an Schlacke von der Badoberfläche mit in den abgestochenen Stahl gezogen wird. Dieser Strudel ist wohl mehr oder weniger abhängig von der Konvertergröße, vom Volumen, von der Stahlmenge im Konverter, von der Kippgeschwindigkeit und anderen Fakten. Der be­ kannte Schwimmerverschluß kann trotz der in das Abstichloch hineinragenden Füh­ rungsstange bzw. dem Führungsstab an dieser Strudelmenge nichts verhindern. Viel­ mehr kann bei unglücklichen Zusammenhängen sogar der Schwimmkegel frühzeitig das Abstichloch verschließen, so daß dann umständliche Ergänzungsmaßnahmen notwendig sind, um den restlichen flüssigen Stahl aus dem Konverter heraus zu bekommen. Auch bei Gießpfannen, die beispielsweise dem Konverter nachgeordnet sind, bestehen im Prinzip gleiche Probleme. Während sich der Stahl in der Gießpfanne befindet, wird Gas in das flüssige Stahlbad geleitet, um gewisse Reaktionen zu unterstützen bzw. einzulei­ ten, wobei es sich vor allem um Argon handelt. Nach Abschluß dieses sogenannten Spülvorganges wird dann das Abstichloch geöffnet, das durch einen geeigneten Ver­ schluß beispielsweise einen Sandverschluß verschlossen ist, so daß dann der flüssige Stahl ausläuft und weiter behandelt werden kann. Auch hierbei ist die noch auf dem Stahlbad aufschwimmende Schlacke bzw. die Restbestände möglichst zurückzuhalten, was im Bereich der Abstichpfanne wesentlich komplizierter ist, weil es sich ja nur um Restmengen von Schlacke u. ä. Bestandteilen handelt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Auslauf mit Schlacke­ rückhalter zu schaffen, der letztlich sowohl im Bereich des Abstichkanals eines Kon­ verters wie auch im Lochsteinkanal einer Gießpfanne vom Prinzip her eingesetzt wer­ den kann und der das Miteinziehen von Schlacke und sonstigen Resten verhindert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das untere Stabende mit in Längsrichtung verlaufenden und über den Führungsstab vorstehend angeordneten Stegen, die aus einem mit dem Material des Führungsstabes korrespondierenden Mate­ rial bestehen, ausgerüstet ist.

Überraschend vermeidet ein derart ausgebildeter Schwimmerverschluß die Bil­ dung von Strudeln in dem auslaufenden Stahl, weil auch im entsprechend ausgebildeten und zum Teil ausgewaschenen Abstichloch der flüssige Stahl in eine laminare Strömung gezwungen wird. Durch die auf dem Führungsstab ausgebildeten Stege wird der Stru­ delbildung dadurch entgegengewirkt, daß von Anfang an der Stahl in die laminare Strömung gebracht wird, so daß sich erst gar kein Wirbel bzw. Kreisel bilden kann. Ansonsten würde sich der Kreisel beim Kippprozeß automatisch vergrößern, was er aufgrund der besonderen Ausbildung des Führungsstabes nun nicht mehr oder nicht mehr so wie bisher kann. Dabei ist natürlich Voraussetzung, daß das Stabende weit genug in das Abstichloch hineinragt, so daß die Strudelbildung entsprechend beeinflußt werden kann und zwar bereits im Übergangsbereich zwischen Konverter und Abstich­ loch.

Um für den jeweiligen Konverter die günstigste Form für den Schwimmerver­ schluß und insbesondere um das untere Stabende ermitteln zu können, sieht die Erfin­ dung vor, daß die Stege einer auf den Führungsstab aufschiebbaren Hülse zugeordnet sind. Dadurch kann die Hülse jeweils auf dem Führungsstab in eine Position gebracht werden, die Strudelbildung am besten verhindert. Hierzu kann die Hülse leicht konisch ausgebildet werden, so daß sie sich spätestens nach einem bestimmten Verschiebeweg automatisch festsetzt, also nicht versehentlich in eine Position gebracht werden kann, die zu dicht am Schwimmkegel liegt.

Eine weitere zweckmäßige Ausbildung sieht vor, daß die Hülse an unterschied­ lichen Abschnitten des Führungsstabes festlegbar ausgebildet ist, so daß die weiter oben beschriebenen Überprüfungen auch systematisch durchgeführt werden können. Da die Schwimmerverschlüsse in der Regel nur einmal einsetzbar sind, kann dann beim jeweils nächsten Schwimmerverschluß die Hülse in eine entsprechende andere Position ge­ bracht werden, so daß man systematisch erforschen kann, wo und in welcher Form zweckmäßigerweise die Stege am Führungsstab angebracht werden sollen.

Der jeweilige Stahlstrahl kann vorteilhaft in mehrere Teilsegmente durch die Stege zerlegt werden, wenn diese achsparallel zum Führungsstab verlaufend angeordnet sind. Dabei dürfen sie keine zu große "Höhe" aufweisen, da ansonsten die Gefahr be­ steht, daß der gesamte Schwimmerverschluß in Rotation versetzt wird. Darüber hinaus müssen sie aus einem Material bestehen, das über eine Verweilzeit von rund zehn Mi­ nuten Standfestigkeit gewährleistet.

Will man dem evtl. eintretenden Strudel entgegenwirken bzw. das Rotieren des Schwimmerverschlusses mit Sicherheit verhindern, so ist es von Vorteil, wenn die Stege eine der Erddrehung entgegengesetzte Verwirbelung erzeugend ausgebildet und angeordnet sind. Da die Erddrehung für eine Strudelausbildung grundsätzlich verant­ wortlich ist, insbesondere für die Drehrichtung kann durch entsprechend ausgebildete Stege dieser Strudelbildung entgegengewirkt werden. Hierzu werden hinten noch weite­ re Ausführungen gemacht.

Weiter vorne ist bereits erläutert worden, daß insbesondere die dem Führungs­ stab zugeordneten Stege genügend Standzeit erreichen müssen, um die Wirbelbildung bzw. Strudelbildung im Bereich des Abstichloches auch über die gesamte Kippzeit zu unterbinden. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß der Führungsstab und die Stege aus einem feuerfesten Material bestehen, das vorzugsweise eine Körnung bis 6 mm eines feuerfesten Betons aufweist. Dies hat den Vorteil, daß Führungsstab und Stege aus einem Material bestehen, das dementsprechend auch die gleiche Standzeit erreicht, also für den Betrieb optimal ist. Der zum Einsatz kommende feuerfeste Beton kann mit gängigen Herstelltechniken gegossen werden, wobei es auch denkbar ist, insbesondere den Stab aus kleinen Fertigteilhülsen herzustellen, wobei es man vorteilhaft im Griffe hat, die Flügel so anzuordnen, daß sich eine der Erddrehung entgegengesetzte Verwir­ belung einstellt und die gesamte Verwirbelung sich gegenseitig aufheben kann.

Denkbar ist es auch, die Stege im Nachhinein an den Führungsstab anzubinden, wozu es besonders vorteilhaft ist, wenn Führungsstab und Stege über einen Binder aus einem Epoxy-Harz und Tonerdematerial miteinander verbunden sind. Damit ergibt sich ein feuerfester Baustoff, wobei wiederum auch die Stäbe aus einem entsprechenden vergleichbaren Material bestehen, wobei eben nur die Stege in entsprechend beliebiger Form im Nachhinein angebracht werden. Es ist nicht erforderlich beide in einem Her­ stellprozeß zu fertigen. Insbesondere ist es dann auch möglich, bei Bedarf erst im Stahlwerk die für den jeweiligen Einsatz optimalen Stege an dem Führungsstab allzu­ bringen, um so den betrieblichen Gegebenheiten möglichst optimal zu folgen.

Je nach Größe und auch Länge des Abstichloches kann es ausreichend sein, wenn der Führungsstab mit vier Stegen ausgerüstet ist. Die Erfindung sieht aber vor, daß er auch mit mehr als vier Stegen ausgerüstet werden kann, je nach den jeweiligen Gegebenheiten.

Darüber hinaus ist es zur Beeinflussung des Abstichstrahles beim Durchströmen des Abstichloches zweckmäßig, wenn die Stege vom Schwimmkegel ausgehend eine zunehmende Höhe aufweisend ausgebildet sind. Denkbar ist es auch, die Stege bis etwa mittig in ihrer Höhe abnehmend und dann bis zum Stabende wieder zunehmend auszu­ bilden, um so wie schon erwähnt den flüssigen Stahlstrahl möglichst gezielt durch das Abstichloch zu führen, ohne daß sich ein Strudel ausbilden kann.

Insbesondere um der Erddrehung entgegenzuwirken, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Stege auch schraubenlinienförmig um den Führungsstab verlau­ fend ausgebildet sind, wobei dann besonders darauf zu achten ist, daß der Kegel selbst nicht in Rotation versetzt wird. Gleiches gilt auch für die Lösung, bei der die Stege eine doppelte Schraubenlinie bildend dem Führungsstab zugeordnet sind. Der flüssige Stahlstrahl wird hierbei entgegen der Wirkung der Erddrehung um den Führungsstab herumgeführt, so daß er an einer Strudelbildung gehindert ist. Zumindest aber ist die Strudelbildung soweit erschwert, daß auf dem ja immer noch recht kurzen Weg durch das Abstichloch hindurch Nachteile nicht auftreten können, insbesondere nicht solche, in deren Folge die Schlacke mit durch das flüssige Stahlbad und das Abstichloch hin­ durchgezogen wird.

Die Wirkung des Schwimmkegels kann gezielt dadurch unterstützt werden, daß dem Abstichloch ein Spülring mit Zuführkanälen für Spülgas, vorzugsweise Argon zugeordnet ist, dessen Gasauslaßöffnungen ein Eindringen des flüssigen Stahls verhin­ dernd bemessen sind. Das in dem Stahlbad aufsteigende Spülgas leitet einmal die ge­ wünschten chemischen und sonstigen Reaktionen ein, bildet aber vor allem an der Oberfläche, d. h. also unter Wegschieben der Schlacke einen sogenannten Spülfleck, der sich in relativ kurzer Zeit zu einer schlackenfreien Zone ausbildet und erweitert. Das aufsteigende Gas hindert somit die Schlacke zusätzlich daran, überhaupt erst in den Bereich des Abstichloches miteinzudringen, so daß Schlackeinfiltration mit großer Si­ cherheit ausgeschlossen werden können. In der Regel wird man beim Konverter das Einleiten des Spülgases bzw. des Argon auf den Zeitabschnitt begrenzen, in dem nur noch relativ wenig flüssiger Stahl im Konverter verbleibt, um so diesen besonders kriti­ schen Moment auszunutzen, um die Wirkung des Schwimmkegels zu unterstützen. Während der Schwimmkegel den nachteiligen Strudel verhindert, wirkt das Spülgas so, daß im Bereich des Schwimmerkegels die Schlacke quasi zurückgehalten wird.

Weiter sieht die Erfindung vor, daß der Spülring aus Segmenten besteht, die in Kombination aber auch einzeln einsetzbar ausgebildet sind. Der Spülring hat den Vor­ teil, daß mit der notwendigen Sicherheit rundum den Schwimmkegel eine freie Zone geschaffen wird, wobei auch die Positionierung dadurch erleichtert wird, daß nicht an einzelnen Punkten solche Einleitstellen des Spülgases vorgegeben werden, sondern eben ein Ring solcher Einleitstellen. Damit ist die gezielte "Herstellung" eines Spülfleckes gesichert und zwar rundum den Schwimmkegel. Darüber hinaus sieht die Erfindung auch vor, daß insbesondere bei kleineren Konvertern auf den Schwimmkegel verzichtet werden kann, wobei dann natürlich während des gesamten Kippvorganges Spülgas eingeleitet werden muß, um den Spülfleck gezielt auszubilden und aufrechtzuerhalten, um so das Miteinziehen bzw. die Infiltration von Schlacke sicher zu verhindern.

Zur gezielten Ausbildung des Spülflecks sieht die Erfindung vor, daß die Gas­ auslaßöffnungen des Spülrings und/oder die einzelnen Segmente das Spülgas in Rich­ tung Führungsstab bzw. Schwimmkegel leitend angeordnet und/oder ausgebildet sind. Durch dieses gezielte Einleiten des Spülgases auf quasi einen Punkt erreicht man eine gezielte Ausbildung des Spülflecks, der sich dann nach quasi punktförmiger Bildung sehr schnell ausdehnen kann, weil er gezielt zu einer Verdünnung und dann zum Weg­ drücken der Schlacke führt. Unabhängig von der Größe des Spülrings kann durch ent­ sprechend geneigte Anordnung der Gasauslaßöffnungen bzw. gezielte Anordnung der Segmente selbst eine solche zielgerichtete Einleitung des Spülgases erreicht werden. Dabei ist vorgesehen, daß die Segmente in Form eines Spülrings angeordnet sind. Natürlich ist es auch möglich, dazwischen Abschnitte ohne Gasauslaßöffnungen auszu­ bilden, je nachdem wieviel und über welchen Bereich man die Gasblasen zur Bildung des Spülflecks vorgeben will.

Auch bei Gießpfannen kann die vorgesehene Erfindung gezielt ausgebildet wer­ den, wobei hier in aller Regel auf den Schwimmkegel verzichtet werden kann. Viel­ mehr wird hier nach Wegnahme bzw. Auflösung des Stopfens das Gas so eingeleitet, daß die verhältnismäßig dünne Schlackeschicht oben auf dem Stahlbad am Miteinzie­ hen in den Auslauf gehindert wird. Dies erreicht man dadurch, daß dem Auslaufloch ein Spülring mit Zuführkanälen für Spülgas, vorzugsweise Argon zugeordnet ist, dessen Gasauslaßöffnungen ein Eindringen des flüssigen Stahls verhindernd bemessen sind. Die bestimmte Bemessung der Gasauslaßöffnungen sichert eine bleibende Funktion, wobei die Verwendung eines derartigen Spülrings den Vorteil hat, daß auf die bisher zum Einsatz kommenden Spülersteine verzichtet werden kann, diese zumindestens aber in reduzierter Form zum Einsatz kommen können. Dabei wirkt das aufsteigende Spül­ gas vorteilhafterweise gleichzeitig auch als Strudelverhinderer, weil es den Einlauf des flüssigen Stahls in das Ablaufloch bzw. in den Auslaß vergleichmäßigt. Es werden somit gleich mehrere Funktionen durch den Spülring wahrgenommen, ohne daß es weiterer Investitionen bedarf. Der Spülring kann aus Spülsteinmaterial oder sonstigem porösen Material bestehen, daß quasi Auslaßöffnungen vorgibt, durch die das Spülgas austreten kann. Da der Spülring in entsprechend nichtporöses Material integriert ist, wird so der Durchtritt des Spülgases gezielt ermöglicht und auch ein gezieltes Einleiten in das Stahlbad erreicht.

Wie schon angedeutet, ist die Erfindung so zu verwirklichen, daß der Spülring zugleich die Funktion des Spülers mitübernehmend bemessen ist. Es kann somit auf den Spüler völlig verzichtet werden, so daß auch der Aufbau einer Pfanne vereinfacht wer­ den kann.

Die Montage des Spülringes und auch die Herstellung wird dadurch erleichtert, daß der Spülring aus mehreren teilkreisförmigen Segmenten zusammengesetzt ist, so daß auch der Transport erleichtert wird, weil eben nur Teile bzw. Segmente zu ver­ schicken sind. In aller Regel wird es auch meist so sein, daß nicht alle Segmente eines Spülringes gleichmäßig unbrauchbar werden. Vielmehr kann so auch der Ersatzbedarf verringert werden. Gleichzeitig wird auch die Montage erleichtert, weil mit geringeren Gewichten gearbeitet wird.

Ebenfalls zur Erleichterung der Montage aber auch zur besseren Anpaßbarkeit an unterschiedliche Einsatzbedingungen sieht die Erfindung vor, daß die Segmente den Spülring in Kombination ergebend aber auch einzeln einsetzbar ausgebildet sind. Sie können somit beispielsweise im Abstand zueinander angeordnet werden, um den Durch­ messer eines Spülrings zu variieren, ohne eine spezielle Anfertigung zu erzwingen. Weiter hat diese Ausbildung den Vorteil, daß damit auch eine Anpaßbarkeit an unter­ schiedlich große Gießpfannen möglich wird, weil unter Umständen nur zwei oder drei Segmente eingesetzt werden müssen, was sich natürlich auch auf den Preis und die Reservehaltung positiv auswirkt.

Nach gewisser Einsatzzeit erweitert sich das Auslaufloch, so daß hierdurch zu­ sätzliche oder neuartige Probleme entstehen können. Von daher werden die den Auslauf aufweisenden Lochsteine in regelmäßigen Abständen ausgetauscht. Um hier die Monta­ ge und den Arbeitsaufwand zu reduzieren, sieht die Erfindung vor, daß die Segmente in den Lochstein mit dem Auslaufloch integriert sind. Damit wird wie schon erwähnt der Arbeitsaufwand wesentlich eingeschränkt.

Je nach Einsatzbereich kann es aber auch zweckmäßig sein, Spülring und Loch­ stein als zwei Bauteile vorzusehen, insbesondere dann, wenn das Auslaufloch verhält­ nismäßig schnell sich erweitert und einen Austausch des Lochsteins erzwingt, während die Segmente noch weitgehend funktionsfähig sind. Dann ist es von Vorteil, wenn die Segmente dem Lochstein diesen ergänzend zugeordnet oder an ihn angeformt sind. Damit ist die Möglichkeit gegeben, Segmente und Lochstein gleichzeitig auszutauschen aber auch in zeitlichem Abstand. Theoretisch ist es dann auch möglich, die Segmente alleine auszutauschen, während der Lochstein erneut zum Einsatz kommen kann. Sämt­ liche Variationsmöglichkeiten sind somit erhalten.

Die gezielte Ausspülung des Spülflecks wird dadurch erreicht, daß die Gas­ auslaßöffnungen des Spülrings und/oder die einzelnen Segmente das Spülgas zu einem Zentralpunkt leitend angeordnet und/oder ausgebildet sind. Von diesem sich dann bil­ denden zentralen Spülfleck kommt es dann relativ schnell zu einer Spülfleckfläche, weil das aufsteigende Gas die Schlacke oder sonstigen aufschwimmenden Teile bei Seite drückt, so daß dann beim späteren Abziehen des Stahls mit der notwendigen Sicherheit diese Teile zurückgehalten werden und nicht mit in das Auslaufloch eingezogen wer­ den. Zumindest ist auf diese Weise erreicht, daß beim Abziehen des Stahls die einge­ setzten Detektoren nicht unberechtigterweise zu früh ansprechen, weil gewisse Schlacke­ reste und sonstige schädliche Bestandteile in zwar geringer Menge aber eben über­ haupt miteingezogen werden. Das aufsteigende Gas verhindert dies mit der notwendigen Sicherheit und die Detektoren sprechen erst dann an, wenn praktisch der gesamte Stahl abgezogen ist und dann wirklich Schlacketeile u. ä. in den Bereich des Auslaufloches gelangen.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Schwimmerver­ schluß geschaffen ist, der einer Strudelbildung am und im Abstichloch beim Kippen des Konverters soweit entgegen wirkt, daß die flüssige Schlacke nicht durch das Stahl­ bad hindurch in das Abstichloch hineingezogen werden kann. Vielmehr wird der flüssi­ ge Stahl am Schwimmkegel und an dem Führungsstab vorbei in das Abstichloch und durch das Abstichloch so hindurchgeführt, daß sich die Erddrehung nicht auswirken kann. Vielmehr werden die Teilströme des flüssigen Stahls in eine laminare Störung gezwungen, wobei durch die besondere Ausbildung der Stege dafür Sorge getragen ist, daß sich ein Strudel auch beim Durchlaufen des Abstichloches bis zu seinem unteren Ende nicht bilden kann. Damit ist das schädliche Hineinziehen der Schlacke in den flüssigen Stahl unterbunden und dafür Sorge getragen, daß der flüssige Stahl annähernd gänzlich aus dem Abstichloch herauslaufen kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß auch nur geringe Mengen an flüssiger Schlacke mit abgezogen werden. Mit Auslauf des letzten flüssigen Stahls setzt sich der Schwimmkegel wie bekannt auf das Abstichloch und sorgt dann dafür, daß die flüssige Schlacke nicht nachlaufen kann. Durch weiteres Kippen des Konverters läuft dann die flüssige Schlacke auch ab, wobei in der Regel auch der gesamte Schwimmerverschluß mit entsorgt wird. Darüber hinaus ist durch zusätzliches Anordnen eines Spülringes und das Einleiten von Spülgas vorzugsweise von Argon die Möglichkeit gegeben, die Wirkung des Schwimmkegels zu unterstützen. Rundum den Schwimmkegel wird gezielt eine Art Spülfleck geschaffen, so daß auch beim Abschlußvorgang Schlacke u. A. erst gar nicht mit in den Bereich des Abstichlo­ ches gelangen kann. Darüber hinaus wird auch die Strudelbildung zusätzlich verhindert, weil das aufsteigende Gas dieser Strudelbildung entgegenwirkt. Dies kann sogar noch zusätzlich dadurch verhindert werden, daß das Gas gezielt schräg so eingeführt wird, daß die Einleitung entgegen der Strudelrichtung einströmt und so die Bildung des Stru­ dels zusätzlich verhindert. Schließlich kann auch der Stahlabstich im Bereich der Ab­ stichpfanne optimiert werden, indem in der Regel auch ohne Einsatz des Schwimm­ kegels hier rundum das Abstichloch bzw. das Auslaufloch Gas eingeleitet wird, das sowieso für den Prozeß in der Abstichpfanne benötigt wird. Es kann auf die bisher zum Einsatz kommenden Spülersteine weitgehend oder ganz verzichtet werden, weil über den Spülring das benötigte Gas gezielt eingeleitet und der Reinigungsprozeß des Stahls durchgezogen wird, nur daß hier gleichzeitig ein gezielter und gezielt großer Spülerfleck hergestellt wird, der beim Abstich des Stahls dann die schon beschriebene vorteilhafte Wirkung entfaltet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Konverter in Teilansicht mit Schwimmerverschluß,

Fig. 2 einen Schwimmerverschluß im Stahlbad mit Führungsstab und Stegen in Seitenansicht,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Führungsstab mit Stegen,

Fig. 4 einen Schwimmerverschluß mit einer die Stege tragenden Hülse in Seitenansicht,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Führungsstab mit aufgeschobener Hülse,

Fig. 6 einen Schwimmerverschluß mit schraubenförmigen Steg,

Fig. 7 einen Schwimmerverschluß mit doppeltschraubenförmi­ gem Steg,

Fig. 8 einen Konverter mit Abstichloch und zusätzlich zum Schwimmkegel eingesetztem Spülring,

Fig. 9 einen Spülring, der in den Lochstein einer Abstichpfanne integriert ist,

Fig. 10 einen Spülring mit im Abstand angeordneten Segmenten und

Fig. 11 eine andere Ausbildung des Spülringes, der segmentweise rundum den Lochstein angeordnet ist.

Fig. 1 zeigt einen Schwimmerverschluß 1, der in einem üblichen Konverter 2 eingesetzt ist. Dieser Konverter 2 ist bereits teilentleert, wobei durch die Konverteröff­ nung 3 hindurch der Schwimmerverschluß 1 auf das Abstichloch 4 aufgesetzt ist und zwar so, daß der flüssige Stahl 7 gezielt durch das Abstichloch 4 abfließen kann. Da­ bei schwimmt der Schwimmerverschluß 1 oben auf dem flüssigen Stahlbad 5 auf, wäh­ rend die flüssige Schlacke 6 aufgrund des geringeren Gewichtes auf dem flüssigen Stahlbad 5 und dem Schwimmerverschluß 1 schwimmt.

Der Schwimmerverschluß 1 besteht aus dem Schwimmkegel 8 und dem in das Abstichloch 4 hineinragenden Führungsstab 9. Während der Schwimmerverschluß 1 über das obere Stabende 10 und die Setzstange 11 in die aus Fig. 1 ersichtliche Position gebracht wird, sorgt das untere Stabende 12 dafür, daß der gesamte Schwimmerver­ schluß 1 während des gesamten Kippvorganges in der richtigen Position verbleibt und dafür sorgt, daß nach dem Auslaufen des flüssigen Stahls 7 die Schlacke 6 nicht auch über das Abstichloch 4 abfließen kann.

Erkennbar ist auch in Fig. 1, daß der in das Abstichloch 4 hineinragende Füh­ rungsstab 9 eine besondere, weiter hinten noch erläuterte Form aufweist.

Diese besondere Form des Führungsstabes 9 und dabei des unteren Stabendes 12 geht aus den nachfolgenden Figuren wie auch Fig. 2 hervor. Erkennbar ist, daß sich an den Schwimmkegel 8 in Längsrichtung 15 des unteren Stabendes 12 Stege 16, 17, 18 und 19 anschließen. Diese Stege 16, 17, 18, 19 verlaufen in Längsrichtung 15 des unteren Stabendes 12, wobei sie sich in der Höhe wie in Fig. 2 angedeutet verändern können. Durch die besondere Form dieser Stege ist dafür Sorge getragen, daß der in Fließrichtung 20 abfließen flüssige Stahl 7 in eine laminare Strömung gezwungen wird, also erst gar nicht aufgrund der Erddrehung in irgendeine Strudelbildung übergehen kann. Der flüssige Stahl 7 wird quasi in mehrere Teilströme getrennt, wobei die Höhe der Stege 16, 17, 18, 19 so gewählt ist, daß der gesamte Schwimmerverschluß 1 nicht selbst in Drehung gebracht werden kann, denn dies würde der angestrebten Zielsetzung entgegenwirken. Daher muß auch zwischen der Stegkante 25 und der Wandung 21 des Abstichloches 4 ein ausreichender Abstand verbleiben, so daß auch ein Festsetzen des Schwimmerverschlusses 1 vermieden wird. Dem wirken auch die runden Kanten 26 der Stege 16, 17, 18, 19 am äußersten Ende entgegen.

Bei der aus Fig. 2 hervorgehenden Ausbildung und auch den aus Fig. 4 und Fig. 6 hervorgehenden Ausbildungen ist der Schwimmkegel 8 immer fast halbkugelför­ mig ausgebildet. Auch andere Formen sind hier denkbar. Sichergestellt werden muß allerdings, daß sich dieser Schwimmkegel 8 auf den Rand 27 sicher aufsetzt, so daß das Abstichloch 4 verschlossen wird, wenn der flüssige Stahl 7 abgeflossen ist. Wie in Fig. 2 angedeutet ergibt sich bei länger im Gebrauch befindlichen Konvertern 2 eine trichterförmige Ausbildung im Übergangsbereich, so daß die in den angezogenen Figu­ ren dargestellte Ausführung sich besonders zum dichten Abfluß eignet.

Fig. 3 verdeutlicht, daß mehrere Stege 16, 17, 18, 19 über den Umfang des Führungsstabes 9 verteilt angeordnet sind, wobei die Stegkanten abgerundet sind.

Fig. 4 zeigt einen Schwimmerverschluß 1 bei dem die einzelnen Stege 16, 17, 18, 19 über eine Hülse 23 in der Höhe verstellbar mit dem Führungsstab 9 bzw. dem unteren Stabende 12 verbunden sind. Fig. 5 zeigt einen Schnitt, wobei deutlich wird, daß nicht alle Stege 16, 17, 18, bis zur Hülse 23 durchgezogen sind, sondern nur einzelne, die als Verbindungsstege 24, 19' bezeichnet sind. Die verschiebliche Verbin­ dung der Hülse 23 mit dem unteren Stabende 12 führt dazu, daß insbesondere im Ver­ suchsstadium bei einzelnen Einsätzen die Hülse 23 in unterschiedlichen Höhen ange­ bracht werden kann, um so die günstigste Position zu ermitteln.

Denkbar ist es auch, daß statt der in Fig. 5 angedeuteten Ausbildung auf diese äußere Hülse 23' verzichtet wird und statt dessen nur die innere Hülse 23 zum Einsatz kommt. Die äußere Hülse 23' dient eigentlich der Stabilisierung des "Sterns" aus Ste­ gen 16, 17, 18.

Fig. 6 zeigt eine insofern von den bisher geschilderten Ausführungsformen ab­ weichende Ausführungsform, als hier eigentlich nur ein einziger Steg und zwar ein schraubenförmiger Steg 22 zum Einsatz kommt, der sich über die gesamte Länge des unteren Stabendes 12 erstreckt. Der abströmende flüssige Stahl 7 wird durch die be­ sondere Form des schraubenförmigen Steges 22 quasi im Kreise geführt, wobei diese Kreisführung so gewählt ist, daß sie der Erddrehung genau entgegenwirkt. Dadurch kann ein evtl. auftretender Kreiseleffekt gezielt verhindert bzw. ihm entgegengewirkt werden, so daß es zu den weiter vorn beschriebenen Problemen beim Einsatz eines derartigen Schwimmerverschlusses 1 nicht kommen kann.

Im Prinzip das gleiche gilt auch für die Ausführungsformen nach Fig. 7 nur das hier eine Ausführungsform gewählt ist, die als doppelschraubenförmiger Steg 22' zu bezeichnen ist. Angedeutet ist, daß durch diese Form des Steges 22' auch hier der flüssige Stahl 7 so durch das Abstichloch 4 hindurchbewegt, daß eine Strudelbildung nicht auftreten kann. Damit strömt wie gewünscht der reine flüssige Stahl 7 aus dem Konverter heraus, bevor sich der Schwimmkegel 8 oben auf das Abstichloch 4 setzt und das Mitausfließen oder Nachfließen der flüssigen Schlacke 6 verhindert.

Fig. 1 zeigt wie weiter vorne erwähnt einen Konverter 2 mit Schwimmerver­ schluß 1 in Form des Schwimmkegels 8. Zusätzlich ist dem Einsatz 14 mit dem Ab­ stichloch 4 ein Spülring 30 zugeordnet. Diesem Spülring 30 werden über Zuführkanäle 31, 32 Spülgase zugeführt in der Regel Argon, das dann über die Gasauslauföffnungen 33, 34 ausströmt, so daß aufsteigende Blasen im Bereich des Schwimmkegels 8 eine schlackefreie Zone schaffen. Näheres hierzu zeigt Fig. 8. Hier sind die aufsteigenden Argonblasen 35 angedeutet, die rundum den Schwimmkegel 8 eine aschefreie Zone 29 schaffen.

Über die Zuführkanäle 31, 32 wird Argon herangeführt und dann durch den Spülring 30 bzw. dessen Gasauslaßöffnung 33, 34 in das flüssige Stahlbad 5 eingelei­ tet.

Der Spülring 30 mit seinen Gasauslaßöffnungen 33, 34 hat dabei nicht nur die Funktion des Infiltrationsverhinderers, sondern gleichzeitig auch des Strudelverhinde­ rers. Weiteres wird hierzu weiter hinten ausgeführt. Von daher kann vom Prinzip her je nach Größe des Konverters 2 auf einen Schwimmkegel 8 sogar verzichtet werden.

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf den Bodenbereich einer hier nicht näher dar­ gestellten Gießpfanne 41. Diese Gießpfanne 41 verfügt über einen Lochstein 43 mit dem Auslaufloch 42, wobei hier in den Auslauf 40 der Gießpfanne 41 gleichzeitig ein Spülring 30 mitintegriert ist. Der Spülring 30 wird über hier nicht weiter dargestellte Zuführkanäle 31, 32 mit Argon oder einem ähnlichen Spülgas versehen, wobei dann dieses Gas über die Gasauslaßöffnungen 33, 34 austreten kann.

Der Spülring 30 besteht aus Segmenten 36, 37, 38, 39, die einen durchgehenden Ring bildend angeordnet sind. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, Zwischenräume zwischen den einzelnen Segmenten vorzugeben, was an Hand der Fig. 10 und 11 ergänzend dargestellt ist.

Nach Fig. 10 sind die einzelnen Segmente 36, 37, 38, 39 in einem relativ gro­ ßen Abstand angeordnet und quasi an den Lochstein 43 angeformt, wobei dieser Loch­ stein eine Art Sechskant bildet. Nach Fig. 11 handelt es sich um einen quadratischen Lochstein 43, an dessen Seiten jeweils die einzelnen Segmente 36, 37, 38, 39 angesetzt sind. Die Fig. 9 bis 11 verdeutlichen, daß sowohl bei der Gießpfanne 41 wie auch beim Konverter 2 verschiedene Möglichkeiten denkbar sind, um den Spülring 30 an­ zubringen. Die integrierte Anordnung des Spülrings 30 gemäß Fig. 9 hat Vorteile beim Handling und insbesondere bei der Erstmontage, während die Ausführungen nach den Fig. 10 und 11 evtl. bei der Ersatzmontage vorteilhaft ist.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (22)

1. Vorrichtung zur Vermeidung von Schlackeinfiltrationen mit einem auf dem Stahlbad (5) schwimmenden Schwimmkegel (8) aus Feuerfestmaterial und einem Führungsstab (9), der den Schwimmkegel (8) beidseitig überragend ausgebildet ist, wovon das obere Stabende (10) zum Anschlagen der Setzstange (11) und das untere, bis in das Abstichloch (4) des Konverters (2) reichende Stabende (12) als Führung dient, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Stabende (12) mit in Längsrichtung (15) verlaufenden und über den Führungsstab (9) vorstehend angeordneten Stegen (16, 17, 18, 19), die aus einem mit dem Material des Führungsstabes (9) korrespondierenden Material bestehen, ausgerüstet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (16, 17, 18, 19) einer auf den Führungsstab (9) aufschiebbaren Hülse (23) zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (23) an unterschiedlichen Abschnitten des Führungsstabes (9) festlegbar ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (16, 17, 18, 19) achsparallel zum Führungsstab (9) verlaufend angeord­ net sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (16, 17, 18, 19) eine der Erddrehung entgegengesetzte Verwirbelung erzeugend ausgebildet und angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsstab (9) und die Stege (16, 17, 18, 19) aus einem feuerfesten Materi­ al bestehen, das vorzugsweise eine Körnung bis 6 mm eines feuerfesten Betons auf­ weist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsstab (9) und Stege (16, 17, 18, 19) über einen Binder aus einem Epoxy- Harz und Tonerdematerial miteinander verbunden sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsstab (9) mit vier oder mehr Stegen (16, 17, 18, 19) ausgerüstet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (16, 17, 18, 19) vom Schwimmkegel (8) ausgehend eine zunehmende Höhe aufweisend ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (16, 17, 18, 19) bis etwa mittig in ihrer Höhe abnehmend und dann bis zum Stabende (12) wieder zunehmend ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (22) schraubenlinienförmig um den Führungsstab (9) verlaufend ausge­ bildet sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (22') eine doppelte Schraubenlinie bildend dem Führungsstab (9) zu­ geordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abstichloch (4) ein Spülring (30) mit Zuführkanälen (31, 32) für Spülgas, vorzugsweise Argon zugeordnet ist, dessen Gasauslaßöffnungen (33, 34) ein Eindrin­ gen des flüssigen Stahls verhindernd bemessen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülring (30) aus Segmenten (36, 37, 38, 39) besteht, die in Kombination aber auch einzeln einsetzbar ausgebildet sind.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasauslaßöffnungen (33, 34) des Spülrings (30) und/oder die einzelnen Seg­ mente (36, 37, 38, 39) das Spülgas in Richtung Führungsstab (9) bzw. Schwimmkegel (8) leitend angeordnet und/oder ausgebildet sind.

16. Vorrichtung zur Vermeidung von Schlackeinfiltrationen im Bereich des Auslaufes (40) von Pfannen (41) und E-Öfen, der über einen Stopfen o. ä. ver­ schließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslaufloch (42) ein Spülring (30) mit Zuführkanälen (31, 32) für Spülgas, vorzugsweise Argon zugeordnet ist, dessen Gasauslaßöffnungen (33, 34) ein Eindrin­ gen des flüssigen Stahls verhindernd bemessen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülring (30) zugleich die Funktion des Spülers mitübernehmend bemessen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülring (30) aus mehreren teilkreisförmigen Segmenten (36, 37, 38, 39) zu­ sammengesetzt ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (36, 37, 38, 39) den Spülring (30) in Kombination ergebend aber auch einzeln einsetzbar ausgebildet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (36, 37, 38, 39) in den Lochstein (43) mit dem Auslaufloch (42) integriert sind.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (36, 37, 38, 39) dem Lochstein (30) diesen ergänzend zugeordnet oder an ihn angeformt sind.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasauslaßöffnungen (33, 34) des Spülrings (30) und/oder die einzelnen Seg­ mente (36, 37, 38, 39) das Spülgas zu einem Zentralpunkt leitend angeordnet und/oder ausgebildet sind.