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Die
Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum schlackearmen Entnehmen des
Flüssigstahls
aus dem Verteiler oder der Pfanne durch Öffnen des Bodenauslaufes, in
dessen Bereich den Strudel brechende Einbauten angeordnet sind,
die mit ihrem Standfuß auf
oder im Verteilerboden oder Pfannenboden in ihrem Stand gesichert
sind.
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Bei
der Stahlerzeugung und bei den nachfolgenden Behandlungsvorgängen in
nachgeschalteten Gefäßen wie
Verteiler und Pfanne ergibt sich beim Entnehmen der Flüssigphase
durch den Bodenauslauf eine mehr oder weniger starke axiale laminare Strömung, also
ein Strudel, der die über
dem flüssigen
Stahl befindliche flüssige
Schlacke in den entnommenen Stahl mit hineinreißt und dann austrägt. Der
Anteil Schlacke in diesem Strudel kann erhebliche Größenordnungen
erreichen, weil der Strudel sich fast immer bis an die Oberfläche der
Schmelze hin durchsetzt. Diese Gefahr besteht vor allem dann, wenn
zum Gießende
hin der Badspiegel im Pfannen- oder Verteilergefäß einen niedrigeren Stand erreicht und
damit die Strudelausbildung sehr schnell die Oberfläche erreichen
kann. Man versucht dieses Mitreißen von Schlacke möglichst
gering zu halten, indem die im Verteiler verbleibende Reststahlmenge etwa
15 bis 20 % des gesamten Verteiler-inhaltes beträgt. Bei großen Verteilergefäßen kann
dieses sehr schnell mehr als 10 t Reststahl erreichen. So kann sich
bei z. B. durchschnittlich 150 Verteilern pro Monat sehr schnell
ein sogenannter Stahlbärenanteil
im Jahr von ca. 16.000 bis 20.000 t im Verteiler und im Pfannenbereich
bei z. B. 14.000 Schmelzen pro Jahr ebenfalls ein Anteil von etwa
25.000 t ergeben, sodass mit einer Verlustmenge an hochwertigen
Stählen
in Höhe
von über
40.000 t zu rechnen ist. Bei einem 180 t Konverter mit etwa 22 bis
25 Schmelzen ergibt diese Verlustmenge nahezu die Tagesproduktion
eines Konverters. Zur Verhinderung des Mitaustragens von Schlacke
sind Systeme bekannt, bei denen durch einen bestimmten Spülvorgang
ein schlackefreier Fleck an der Oberfläche oberhalb des Bodenauslaufes
erzeugt wird, sodass ein eventueller Strudel keine Schlacke mitreißen kann.
Allerdings ist ein solcher schlackefreier Fleck immer eine Stelle
für hohen
Temperaturverlust und Oxidationsvorgänge, die durch sogenanntes
Zuschmieren der Ablaufrohre Behinderungen im Überführen des Stahles in die nachgeschalteten
Gefäße darstellen.
Außerdem
ist der dafür
notwendige Aufwand nachteilig. Gemäß Hauptanmeldung ist daher
vorgesehen, im Bereich des Bodenauslaufes den Strudel brechende
Einbauten vorzusehen. Diese Einbauten sind mit einem Fuß ausgerüstet, der
einen mehr oder weniger sicheren Stand auf dem Pfannenboden oder
dem Verteilerboden gewährleistet.
Weiter ist dazu auch vorgesehen, dass die Einbauten mit Zapfen versehen
werden, die ein Einsetzen in entsprechende Ausnehmungen im Verteiler-
oder Pfannenboden ermöglichen.
Nachteilig dabei ist, insbesondere der zum Einsatz kommende Zapfen,
der bei der Herstellung besonderer Aufmerksamkeit bedarf und dass
auch beim Wiedereinsetzen der nachfolgenden Einbauten Schwierigkeiten
an den Ausnehmungen bzw. bei deren Säuberung entstehen können.
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Der
Neuerung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, den Strudelbrecher gemäß Hauptanmeldung
so weiterzuentwickeln, dass er besonders leicht herzustellen und
zu montieren ist.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Neuerung
dadurch gelöst,
dass der Standfuß der
als Strudelbrecher ausgebildeten Einbauten einen oder mehrere Zapfen
aufweist, der in eine korrespondierend geformte Ausnehmung im Verteiler-
oder Pfannenboden einsetzbar und als Zylinder ausgebildet ist.
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Eine
solche verhältnismäßig einfache
Form ist als Zapfen leicht herstellbar und dem Standfuß des Strudelbrechers
zuzuordnen. Da der Strudelbrecher in der Regel aus feuerfestem Beton
hergestellt wird, kann ein solcher Zapfen gleich bei der Herstellung
des gesamten Strudelbrechers mit hergestellt werden. Vorteilhaft
ist aber vor allem, dass ein solcher als Zylinder ausgebildete Zapfen
leicht in die korrespondierende Ausnehmung im Verteilerboden bzw.
Pfannenboden einzusetzen ist, sodass die Montage erleichtert wird,
insbesondere auch dann, wenn mit Spezialmörtel oder anderem Haftmittel
gearbeitet wird, um ein unbeabsichtigtes Herausziehen des Zapfens
aus der Ausnehmung sicher zu verhindern. Gleichzeitig ist es auch
sicher und leicht möglich, eine
korrespondierende Ausnehmung im entsprechenden Teilbereich des Verteilerbodens
oder Pfannenbodens vorzugeben.
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Das
Einsetzen des Zapfens in die zugehörige Ausnehmung ist bei Einsatz
von entsprechendem Spezialmörtel
insbesondere dann auch erleichtert, wenn der Zapfen als Hohlzylinder
ausgebildet ist, weil dann zuviel in die Ausnehmung hineingebrachter Spezialmörtel sich
problemlos auch in den Innenbereich des Hohlzylinders hineindrücken lässt, ohne dass
es zu Problemen kommt. Ein immer sicherer Stand des gesamten Strudelbrechers
ist so zu gewährleisten.
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Soll
ein Verdrehen des Zapfens bzw. des gesamten Strudelbrechers unbedingt
verhindert werden bzw. bestehen irgendwelche Probleme in dieser Richtung,
so ist es zweckmäßig, wenn
der Zapfen als mit der Basis am Strudelbrecher festgelegten Pyramiden-
oder Kegelstumpf ausgebildet ist. Auch solche Bauteile lassen sich
einfach herstellen und der Unterkante des Strudelbrechers zuordnen
bzw. mit dem gesamten Strudelbrecher herstellen. Eine solche Ausbildung
ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn
mit dem Spezialmörtel
nicht gearbeitet werden kann oder ein sicherer Sitz des Zylinders
in der entsprechenden Ausnehmung aus anderen Gründen nicht ausreichend sicher
ist. Auch die Verwendung mehrerer solcher Zapfen ist möglich, wobei
dann mit geringeren Abmessungen gearbeitet werden kann.
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Zur
Verbesserung der Fixierung bzw. Verbindung des Standfußes bzw.
Zapfens mit dem Bodenbereich ist es von Vorteil, wenn der als Zylinder
oder Hohlzylinder ausgebildete Zapfen am freien Ende einen nach
außen
vorstehenden Kranz aufweist, dessen Außendurchmesser geringfügig unter
dem Durchmesser der Ausnehmung liegt, während der mit dem Außendurchmesser
des Zapfens zusammenwirkende Innendurchmesser der Ausnehmung einen
Füllspalt
für den
Spezialmörtel
ergebend eingestellt ist. Nach dem Einführen des Zapfens in die Ausnehmung
wird somit Spezialmörtel
in diesen Füllspalt
hineingegeben, sodass damit ein immer sicherer Sitz des gesamten
Strudelbrechers gewährleistet ist.
Bei einer entsprechenden Ausbildung ist gleichzeitig auch ein Verdrehen
des gesamten Strudelbrechers mit der notwendigen Sicherheit vermieden,
wobei es immer möglich
ist, zwei solcher Zylinder vorzusehen, sodass schon damit das Verdrehen
des Strudelbrechers ausgeschlossen ist. Bei dieser Ausführung mit
dem Füllspalt
ist aber von Vorteil, dass ein immer sicherer Sitz gewährleistet
ist, wobei durch die Wahl des Außendurchmessers des Kranzes
und des entsprechenden Innendurchmessers der Ausnehmung auch ein
sicheres Einsetzen in die entsprechende Ausnehmung gesichert ist.
Die Menge des Spezialmörtes
ist gering.
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Um
das Einführen
des mit dem Kranz versehenen Zylinders in die entsprechende Ausnehmung zu
erleichtern, sieht die Neuerung vor, dass der Kranz zum freien Ende
hin nach innen verlaufende Flanken aufweist. Der Kranz ist quasi
angeschärft, sodass
sowohl das Einführen,
wie auch das Festsetzen auf dem Grund der Ausnehmung erleichtert
ist.
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Eine
weitere Möglichkeit,
das Einfüllen
zu erleichtern, ist die, bei der die Flanken ballig oder eine Pfeilspitze
ergebend ausgebildet sind. Auch so ist es möglich, beim leichteren Einführen des
Zylinders auch gleichzeitig ein optimaleres Festsetzen bzw. Positionieren
auf dem Grund der Ausnehmung sicherzustellen.
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Beim
Transport der entsprechenden Strudelbrecher muss der nach unten
vorstehende Zapfen entsprechend gesichert werden, um eine Beschädigung oder
gar ein Abspalten zu vermeiden. Aus diesem Grunde kann es zweckmäßig sein,
dass der Zapfen als beidseitig geringfügig und damit das Einführen erleichternd angeschärfter Bolzen
ausgebildet ist und dass im Verteiler- oder Pfannenboden korrespondierend
ausgebildete Ausnehmungen und im Strudelbrecher korrespondierende
Bohrungen vorgesehen sind. Hiermit ist es möglich, den Bolzen bzw. den
Zapfen getrennt zu transportieren und ihn beispielsweise zunächst in
der Ausnehmung im Pfannenboden oder im Verteilerboden festzusetzen,
um dann den Strudelbrecher aufzusetzen und ggf. auch durch Zuhilfenahme
von Spezialmörtel
festzusetzen. Vorteilhaft dabei ist, dass ein solcher Zapfen leicht und
sicher transportiert werden kann und damit auch unbeschädigt und
genau vorgegeben bei der Montage zur Verfügung steht.
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Das
Einbringen von Spezialmörtel
erübrigt sich
nach einer Weiterbildung der Neuerung, nach der der Zapfen oder
der Bolzen am freien Ende einen Mantel aus Kunststoff mit ausreichender
Thermostabilität
aufweist. Dieser Kunststoffmantel schleift an der Innenwand der
Ausnehmung oder der Bohrung, wobei er so bemaßt oder ausgebildet werden
kann, dass sich damit gleichzeitig ein sicherer Sitz des Zapfens
in der Ausnehmung oder in der Bohrung ergibt. Dieser Kunststoff
wird dann beim Erwärmen
zunächst
einmal unbeeinflusst gelassen und erst wenn der flüssige Stahl
eingefüllt
wird und die Temperaturen entsprechend hoch sind, kann der Kunststoff
sich teilweise oder auch ganz auflösen. Dann ist zwar ein gewisser
Wackeleffekt für
den Strudelbrecher nicht ganz zu vermeiden, doch können die Überreste
und kann insbesondere der Zapfen nach Abschluss der entsprechenden
Arbeiten problemlos aus seinem Sitz herausgezogen werden, weil er
dann entsprechende Luft hat, zumal der Kunststoff sich in der Regel
sogar auflöst.
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Ein
hierfür
geeigneter Kunststoff ist nach der Neuerung durch Einbau von Ti
oder Co in die Kette eine kurzzeitig hohe Thermostabilität erhaltend
ausgebildet. Durch entsprechende „Vorbildung" des Kunststoffes
kann so die zu erreichende Thermostabilität genau eingestellt werden,
sodass damit auch wiederum die Möglichkeit
besteht, den Zeitpunkt vorzugeben, wo der Kunststoff sich auflöst oder
sich leicht entfernen lässt.
Da der Rest des Strudelbrechers mit dem Stahlbär aus der Pfanne oder dem Verteiler
gelöst
wird, kann es nicht zu einem Verhakeln in der Ausnehmung kommen.
Die Wiederverwendbarkeit der Ausnehmung ist somit gesichert.
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Bei
den weiter vorn beschriebenen Ausführungsformen ist der Zapfen
jeweils dem Strudelbrecher bzw. dessen unterer Kante zugeordnet.
Denkbar ist es allerdings auch, dass der Zapfen dem Verteiler- oder
Pfannenboden und die Ausnehmung oder Bohrung der Unterkante des
Strudelbrechers zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass die den Verteiler-
oder Pfannenboden bildenden Steine mit solchen Zapfen oder Bolzen
oder Zylindern versehen werden, auf die dann die entsprechenden
Strudelbrecher aufgesetzt werden. Unter Umständen ist es dann sogar möglich, nach
Abnahme des entsprechenden Restteils des im Einsatz beschädigten Strudelbrechers,
dass diese Zapfen oder Bolzen noch einmal verwendet werden. Nur
relativ selten muss der Bolzen und der den Boden bildende Stein
ausgewechselt werden. Bei kleineren Pfannen und Verteilern ist eine
solche Ausbildung wegen der geringen Belastung besonders vorteilhaft,
zumal in aller Regel hier auf den Spezialmörtel verzichtet werden kann.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Neuerung 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:
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1 ein
vereinfachtes Verfahrensschema,
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2 die
Draufsicht auf einen Verteiler,
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3 einen
Strudelbrecher mit zylindrischem Zapfen,
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4 einen
hohlen zylindrischen Zapfen,
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5 einen
als Pyramidenstumpf ausgebildeten Zapfen,
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6 eine
als Kegelstumpf ausgebildeten Zapfen,
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7 einen
Zapfen mit unterem vorstehenden Rand,
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8 einen
angeschärften
Rand gemäß 7,
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9 einen
Zapfen mit unterschiedlich ausgebildetem Rand,
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10 einen
Zapfen in Form eines beidseitig einzusetzenden Bolzens,
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11 den
Bolzen mit oberem und unterem Rand und
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12 einen
durch Spezialmörtel
festgesetzten Zapfen mit Rand.
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1 zeigt
ein vereinfachtes Verfahrensschema der Stahlherstellung. Im Konverter 1 wird das
Roheisen 2 mit hier nicht im Einzelnen dargestelltem Schrott
zu Rohstahl verblasen. Dabei entsteht über der flüssigen Phase eine Schlackeschicht 3,
die beim angedeuteten Kippen des Konverters 1 aus der Abstichöffnung 4 herauszulaufen
droht. Daher werden die Abstichöffnungen 4 heutzutage
mit einem Stopfen verschlossen, der beim Abstichvorgang zunächst dafür sorgt,
dass die Schlackeschicht 3 über den Abstichkanal hinweg
läuft,
bevor dann der flüssige
Rohstahl den Stopfen auflöst
und dann wie angedeutet in die Pfanne 6 gelangen kann.
In der Pfanne 6 erfolgt der nächste Behandlungsvorgang, wobei über dem
Stahlbad 7 eine Schlackendecke 8 aufgebracht wird,
die die beim Behandeln des Stahlbades 7 freigesetzten Stoffe
aus dem flüssigen
Stahl aufnimmt. Im Bereich des Bodenauslaufs 10 ist Schiebersand 11 angeordnet,
der für
die Abdichtung des Lochsteines sorgt, sodass beim Öffnen des Schiebers
bzw. des Bodenauslaufes 10 zunächst einmal auch der Schiebersand 11 mit über das
Schattenrohr 9 in den Verteiler 12 gelangt. Dies
ist aber wegen der geringen Mengen völlig unschädlich.
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Im
Verteiler 12 wird der Stahl zum Abguss vorgehalten. Auch
hier ist eine Schlackendecke 14 auf dem Stahlbad 13 angeordnet,
um die freigesetzten Stoffe aufnehmen zu können bzw. thermisch zu isolieren
und die Aufnahme von oxidischen Bestandteilen zu ermöglichen.
Im Verteilerboden 24 ist eine Vielzahl von Bodenausläufen 15, 16, 16' vorgesehen, die
gemeinsam oder auch getrennt geöffnet
werden können,
um den Flüssigstahl
in die Stranggussanlage 18 weiterzuführen.
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Im
Bereich der Bodenausläufe 15, 16, 16' sind als Strudelbrecher 20 wirkende
Einbauten 21, 22 angedeutet, auf deren besondere
Anordnung und Ausführung
weiter hinten noch hingewiesen wird.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf einen solchen Verteiler 12, wobei der
Einlauf 17 und die Bodenausläufe 15, 16, 16' erkennbar werden,
die wie schon erwähnt
einzeln oder gemeinsam geöffnet
und geschlossen werden können,
um so die Stranggussanlage 18 zu bedienen.
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Bei
der in 3 gezeigten Ausführung ist der dem Verteiler-
oder Pfannenboden 24, 25 zugeordnete Standfuß 26 des
Strudelbrechers als zylinderförmiger
Zapfen 41 ausgebildet. Dieser Zapfen 41 ist der
Unterkante 42 des Strudelbrechers 20 zugeordnet.
Dieser Zapfen 41, d. h. der Zylinder 56 ist korrespondierend
mit der Ausnehmung 50 im Verteilerboden 24 ausgebildet
oder auch umgekehrt. Sichergestellt ist auf jeden Fall, dass der
Zapfen 41 in Form des Zylinders 56 einfach und
schnell in die Ausnehmung 50 eingeführt werden kann. Statt des
einen Zylinders 56 ist in 3 auch angedeutet,
dass der Unterkante 42 des Strudelbrechers 20 zwei
Zylinder 56, 56' zugeordnet
werden können,
um ein Verdrehen sicher auszuschließen, wenn der Strudelbrecher
in dem flüssigen
Stahl durch den rotierenden Stahl beeinflusst wird.
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Nach
der 4 ist als Zapfen 41 ein Hohlzylinder 57,
nach 5 ein Pyramidenstumpf und nach 6 ein
Kegelstumpf vorgesehen. Alle diese unterschiedlich ausgebildeten
Zapfen 41 sind mit ihrer Basis 58 der Unterkante 42 des
Strudelbrechers 20 zugeordnet bzw. sie „wachsen" aus dieser Unterkante 42 heraus.
Dies bedeutet, dass sie in einem Arbeitsgang gegossen oder ähnlich geformt
werden können.
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Die 7, 8 und 9 zeigen
das untere freie Ende 59 des Zapfens 41 bzw. hier
des Zylinders 56, der am freien Ende 59 einen
Kranz 60 aufweist. Dieser Kranz 60 steht über den
Außenmantel des
Zylinders 57 entsprechend weit vor, sodass sich beim Einschieben
in die Ausnehmung 50 ein entsprechender Spalt ergibt, der
als Füllspalt 61 bezeichnet wird.
Entsprechendes ist auch anhand der 12 verdeutlicht,
wobei erkennbar ist, dass auf diese Art und Weise der gesamte Zylinder 56 bzw.
der gesamte Zapfen 41 sicher mit Hilfe beispielsweise Spezialmörtel 55 in
der Ausnehmung 50 „festbetoniert" werden kann.
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Der
Kranz 60 ist nach 8 endseitig
an den Flanken 62 abgeschrägt oder nach 9 abgerundet
oder als Pfeilspitze 63 ausgebildet.
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Nach 12 ist
für den
Zylinder 56 zusätzlich
oder nur ein Mantel aus Kunststoff vorgesehen, wobei dieser Kunststoff
eine bestimmte Zusammensetzung hat, sodass er recht große Hitze
aushalten kann, dann aber irgendwann doch schmilzt, sodass der Zylinder 56 leicht
aus der Ausnehmung 50 herausgezogen werden kann, nachdem
die Arbeiten in der Verteilerwanne bzw. in der Pfanne abgeschlossen
sind. Hier ist der Mantel aus Kunststoff mit 67 bezeichnet,
nicht aber näher
angegeben, wie dick diese Beschichtung ist. In der Regel kann der
hier mit 61 bezeichnete Füllspalt auch insgesamt mit
dem Material, das den Mantel aus Kunststoff 67 bildet,
ausgefüllt
werden, wobei dieser Kunststoff dann den Vorteil hat, dass er so
weit schrumpft bzw. sich verflüchtigt, dass
er die Funktion des Feststellers hier in diesem Falle nicht weiter übernimmt.
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11 gibt
eine Ausführung
wieder, bei der der in 10 gezeigte Bolzen 65 beidseitig
mit einem Kranz 60, 68 versehen ist.
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Löst sich
der Mantel aus Kunststoff 67 auf, so kann dann der Bolzen 65 sowohl
aus der Ausnehmung 50 wie aus der Bohrung 66 herausgenommen werden,
wobei dann in aller Regel nur noch ein Teil des Strudelbrechers 20 vorhanden
ist. Da der gesamte Bolzen 65 innerhalb der Bohrung 66 bzw.
der Ausnehmung 50 geschützt
angeordnet ist, wird bei der gezeigten Ausführungsform die Möglichkeit
bestehen, die Standzeiten der gesamten Strudelbrechereinheit zu
vergrößern.
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Mit
Hilfe eines derart ausgebildeten Bolzens 65 bzw. Zapfens 41 ist
es möglich,
die Montage wesentlich zu erleichtern, den Transport abzusichern und
so insgesamt auch deutlich günstiger
zu produzieren.
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Alle
genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden,
werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.