DE2200667C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Spritzauskleiden des Futters von Konvertern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzauskleiden des Futters von Konvertern mittels einer mit einem Feuerfestpulver gespeisten Flamme sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die konzentrisch angeordnete Rohrleitungen für die Zufuhr von Feuerfestpulver, Brennstoff und Sauerstoff zum Konverterfutter enthält, welche durch eine Düse ausströmen, deren Achse senkrecht zur Achse der Rohrleitungen steht.

Das Spritzauskleiden wird im Hüttenwesen zur Durchführung von Reparaturen des heißen Futters der Konverter angewendet.

Es ist ein Verfahren einer Naß-Spritzauskleidung, beispielsweise das Trübeverfahren, bekannt. Die hiernach hergestellte aufgespritzte Schicht weist eine geringe Qualität auf, bedingt durch die hierbei notwendige Einführung von leichtschmelzenden Binde- und Piastifizierungsmitteln in das Gemenge der Spritzmasse, durch eine schroffe und tiefe Abkühlung der auszubessernden Oberfläche des Futters, die eine thermische Abspaltung von Feuerfeststoffen hervorruft, durch die Notwendigkeit einer langen Durchwärmung der aufgespritzten Schicht zur Formierung der keramischen Bindung zwischen den Körpern der hochfeuerfesten Komponente der Spritzmasse und durch schlechte Anschweißung an Teerdolomite. Diese und eine Reihe weiterer Nachteile ermöglichen es nicht, das Verfahren der Naß-Spritzauskleidung für die Reparaturen des heißen Futters von Konvertern anzuwenden.

Es ist auch ein Verfahren zum Spritzauskleiden des Konverterfutters mit Hilfe der Flamme eines Brennstoff Sauerstoff-Brenners bekannt, die mit einem feuerfesten Pulver gespeist wird. Beim Flammenspritzauskleiden werden die vorerwähnten Nachteile praktisch völlig beseitigt. Nach ihrer Qualität steht die aufgespritzte Schicht den besten Arten von hochfeuerfesten gebrannten Erzeugnissen nicht nach: Es wird eine Porosilät bis zu 3% erreicht, das Gefüge ist durch das Vornandensein einer großen Anzahl von direkten Bindungen gekennzeichnet, die Ausbildung der aufgespritzten Schicht endet während des Spntzauskle.dens, ein Wärmestoß ist nicht vorhanden, und es wird eine zufriedenstellende Anschweißung an die Teerdolomite erzielt. Der Vorgang des Flammen-Spntzauskleidens mittels einer Gleichstromflamme, wobei die Flamme auf die Arbeitsfläche des auszubessernden Futters unter einem rechten Winkel gerichtet ist, we.st jedoch eine niedrige Spritzauskleidungswirksamkeit auf. Die Spritzauskleidungswirksamkeit ist das Verhältnis des Gewichts der am reparierten Abschnitt des Futters angeschweißten aufgespritzten Schicht zum Gewicht der feuerfesten Komponente des Spritzgemisches, welches der Reparaturstelle zugeführt war. Die Spritzauskleidungswirksamkeit beträgt in diesem Falle mindestens 10 bis 12% und überschreitet 40% nicht.

In der DT-OS 22 25 002 ist ein älterer, nicht zum Stand der Technik gehörender Vorschlag für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbessern der Auskleidung von Konvertern beschrieben, wobei die Konverter um ihre vertikale Achse rotieren. Danach wird Spritzmasse in tangentialer Richtung auf die Konverteroberfläche mit einer Geschwindigkeit aufgespritzt, die der Umfangsgeschwindigkeit des Konverters an dieser Stelle gleich ist. Dabei ist es nachteilig, daß von der Futteroberfläche abgeprallte Teilchen ungenutzt herabfallen, so daß der Vorgang des Auftragens keinen günstigen Wirkungsgrad hat.

Aus der US-PS 33 51 289 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, wonach Spritzmasse mit Hilfe einer Düse auf die Innenwand eines Konverters aufgespritzt wird. Dabei sind die Drehachse und die Düsenaustrittsachse in einem Winkel zueinander angeordnet, der jedoch nicht eine Bewegung der Spritzmasse in tangentialer Richtung zur Futterinnenwand ermöglicht. Das Ausstoßen der aufzubringenden Masse erfolgt in radialer Richtung, so daß hier ebenfalls die von der Futteroberfläche abgeprallten Teilchen ungenutzt herabfallen, wodurch ein guter Wirkungsgrad nicht erzielt werden kann.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der Nacheile, weiche dem Verfahren der Naß-Spritzauskleidung und dem Verfahren der Spritzauskleidung mit Hilfe einer Gleichstromflamme eigen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren dieser Art anzugeben, das leicht durchführbar ist und die Wirksamkeit des Futterauftrags zu erhöhen gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei horizontaler Stellung des Konverters die mit Feuerfestpulver gespeiste und entsprechend einem älteren Vorschlag tangential zur Oberfläche des Futters gerichtete Flamme in einem Abstand bis zum 0,3fachen Wert des Durchmessers des Konverters in diesem an der Konverterinnenwand entlang kreisen gelassen wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Vorrichtung, die konzentrisch angeordnete Rohrleitungen für die Zufuhr von Feuerfestpulver, Brennstoff und Sauerstoff zum Konverterfutter enthält, welche durch eine Düse ausströmen, deren Achse senkrecht zur Achse der Rohrleitungen steht. Erfindungsgemäß ist das Rohr mit der Düse für die tangential zur Konverterinnenfläche gerichtete Flamme an einem um einen Winkel von 15 bis 90° zur Drehachse des Rohrs gekröpften Arm befestigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Konverter und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Spritzauskleiden,

F i g. 2 den Querschnitt der Rohrleitungen der Vorrichtung zum Spritzauskleiden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Blasform 1, die an einem auf dem angetriebenen Fahrwerk 3 aufgesetzten Manipulator 2 kinematisch befestigt ist. An der der Blasform 1 entgegengesetzten Seite des Manipulators 2 ist eine Sammelleitung 4 angeschlossen, in der sich flexible Metallschläuche 5,6 und 7 befinden, welche für die Förderung des Gemisches aus Feuerfestpulver und Brennstoff und des Sauerstoffs zur Blasform 1 sowie für die Zu- und Abführung des die Blasform kühlenden Wassers bestimmt sind.

Das angetriebene Fahrwerk 3 dient zur Verschiebung des Manipulators 2 und der Blasform 1 vor dem Konverter und dazu, die Blasform 1 beim Spritzauskleiden in eine hin- und hergehende Bewegung zu versetzen. Der Manipulator 2 erlaubt es, die Blasform 1 in einer vorgegebenen Lage im Konverterinnenraum festzusetzen und während des Spritzauskleidens in eine Drehbewegung längs der Seitenlinie des Kegels zu versetzen sowie gleichzeitig den Neigungswinkel der Blasform in bezug auf ihre Drehachse zu verändern.

Die Blasform 1 besteht aus einer Düse 8 und vier lconzentisch angeordneten Rohrleitungen 9 für die Zuführung von aus Feuerfestpulver und Brennstoff bestehendem Gemisch sowie von Sauerstoff und Wasser zu der Düse 8. Das Gemisch aus Feuerfestpulver und Brennstoff wird durch die zentrale Rohrleitung 10 (F i g. 2) zugeführt, während durch eine zweite Rohrleitung 11 Sauerstoff unter Druck zugeführt wird. Die dritte und vierte Rohrleitung 12 bzw. 13 dienen zur Zu- und Abführung von Hochdruckwasser. Das Außenrohr der Blasform hat einen größten Durchmesser von 150 mm und einen kleinsten Durchmesser von 108 mm. Die Achse der Düse 8 ist zu den Rohrleitungen rechtwinklig angeordnet, während die Rohrleitungen selbst in der zur Düsenachse senkrechten Ebene um einen Winkel von 15 bis 90° von der Längsachse abgebogen sind.

Um das Spritzauskleiden an allen Stellen durchführen zu können, ist es erforderlich, die Achse der Düse 8 tangential zur zylindrischen Oberfläche des Konverterfutters und die Düse 8 in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Futters anzuordnen. In F i g. 1 sind die Umrisse der Oberiläche durch strichpunktierte Linien angedeutet. Die Konstruktion der -Blasform 1 mit der senkrecht zur Achse der Rohrleitungen 9 angeordneten Düse 8 erlaubt es, die Strahlen aus Feuerfestpulver mit Brennstoff und aus Sauerstoff auf das Futter des zylindrischen Konverterteils zu richten, also auf die Abschnitte des Futters, welche dem größten Verschleiß unterliegen. Da die Konverlermündung eine Konizität aufweist, ist es nicht möglich, die Düse 8 mit Hilfe von geraden Rohrleitungen 9 der Blasform an der Oberfläche des zylindrischen Konverterteils in der an der Stoßstelle mit der Mündung angrenzenden Zone und in der Nähe der Futteroberfläche der Konvertermündung anzuordnen. Eine Biegung; der Rohrleitungen 9 in der zur Düsenachse senkrechten Ebene um einen Winkel von 15° bis 90°, welcher der Konizität der Mündung des Konverters 14 nahekommt, beseitigt diesen Nachteil der geraden Rohrleitungen. Die Biegung der Rohrleitungen soll minimal sein, da mit einer Vergrößerung des Biegewinkels das Gewicht der Rohrleitungen und damit das Gewicht der ganzen Blasform zunimmt. Darüber hinaus erhöht sich mit einer Vergrößerung des Biegewinkels der Widerstand im Förderweg des Feuerfestpulver-Brennstoff-Gemisches. Beim Biegen der Rohrleitungen 9 um einen 90° übersteigenden Winke! treten große Schwierigkeiten beim Einführen der Vorrichtung in den Innenraum des Konverters vor dem Spritzauskleiden und beim Herausnehmen desselben nach Beendigung des Spritzauskleidens auf. Deshalb soll die maximale Biegung der Rohrleitung 90° nicht überschreiten.

ίο Das Verfahren und die Vorrichtung zum Flammen-Spritzauskleiden von Konvertern werden zur Zeit bei Reparaturen des heißen Teerdolomitfutters von mit Sauerstoff arbeitenden Konvertern mit 130 t Gewicht angewandt. Die Länge des Arbeitsteils der Blasform 1 beträgt 7500 mm, und der Außendurchmesser der Blasform beträgt 108 mm. Die Rohrleitungen 9 sind in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen an der Düse um einen Winkel von 90° und in 3000 mm Entfernung von der Düse um einen Winkel von 20° gebogen. Die Blasform gestattet es, dem Futter des Konverters bis zu 220 kg/min Feuerfestpulver-Brennstoff-Gemisch und bis zu 60 nWmin Sauerstoff zuzuführen.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Nach Ablauf von Metall und Schlacke bei einer Temperatur der Arbeitsfläche des Konverterfutters von 1350 bis 1500°C wird die Blasform 1 in das Innere des Konverters 14 derart eingeführt, daß die Achse des geraden Abschnittes der Blasform 1 mit der Konverlerlängsachse zusammenfällt (F i g. 1). Hierbei bleibt die Düse 8 der Blasform Il stets tangential zur Arbeitsfläche des Futters des Konverters 14 gerichtet. Je nach der Zweckbestimmung der Reparatur wird die Düse 8 in verschiedenen Abständen von der Arbeitsfläche 15 des Futters angeordnet: Beim allgemeinen Spritzauskleiden in einem Abstand bis zum 0,1 fachen Durchmesser des Konverters 14 und beim Spritzauskleiden von Abschnitten mit örtlichem Futterverschleiß in einem Abstand bis zum 0,1- bis fWfachen Durchmesser des Konverters 14.

Zum Flammen-Spritzauskleiden des Futters von Konvertern können je nach Zweckbestimmung der Reparatur und der Art des aufzuspritzenden Feuerfeststoffes verschiedene Gemische aus feuerfesten Materialien und festem pulverförmigem Brennstoff verwendet werden. Beispielsweise wird beim allgemeinen Spritzauskleiden des Teerdolomitfutters ein feinzerkleinertes Gemisch, dessen Korngröße unter 0,1 mm liegt, aus zwei Komponenten verwendet, und zwar aus 60 bis 70% Magnesitpulver und 30 bis 40% Kokspulver.

Den Vorgang der Spritzauskleidung beginnt man durch gleichzeitiges Einschalten der Zuführung von Feuerfestpulver-Brennstoff-Gemisch und von Sauerstoff. Beim Ausströmen aus der Düse 8 mischt sich der Brennstoff mit dem Sauerstoff, enzündet sich und verbrennt unter Bildung einer starren Hochtemperaturflamme 15. Dadurch, daß die Strahlen des Feuerfestpulver-Brennstoff-Gemisches und des Sauerstoffes tangential zur Futterarbeitsfläche des Konverters 14 ausströmen, erhalten die Flamme 15 und die Verbrennungsprodukte im zylindrischen Innenraum des Konverters 14 eine Drehbewegung um die Konverterlängsachsc. Die Richtung der sich drehenden Flamme 15 ist in F i g. I durch Pfeile angedeutet. Im Querschnitt des Konverters 14 sehen die Bewegungsbahnen der Gase wie konzentrische geschlossene Kreise aus. Die Teilchen des Feuerfestpulvers gelangen auf das Futter, bewegen sich auf seiner Arbeitsfläche und werden wäh-

rend der Erwärmung auf den plastischen Zustand an dieser angeschweißt. In F i g. 1 ist mittels der schraffierten Abschnitte der Querschnitt der aufgespritzten Schicht 16 gezeigt, die an dem Futter angeschweißt ist. Die von der Futteroberfläche abgeprallten Teilchen werden von dem Strom der sich drehenden Gase aufgefangen und unter Einwirkung der Fliehkraft infolge der Differenz der Dichte der Hochtemperaturgase und der feuerfesten Teilchen zum Futter zurückgeschleudert, wobei sie mit dessen Arbeitsfläche erneut in Be- ₎₀ rührung kommen und an dieser auf einem entfernteren Abschnitt verschweißen. Die Spritzauskleidungswirksamkeit beträgt 90 bis 95%. Bei einer während des Spritzauskleidens ortsfest angeordneten Blasform 1 ist die Dicke der aufgespritzten Schicht längs des Durchmessers und in der Höhe des Konverters 14 unterschiedlich. Die meisten Ablagerungen werden auf dem ersten ringförmigen Abschnitt an der Zuordnungsslelle der Flamme mit dem Futter beobachtet. Dabei nimmt die Dicke der Ablagerungen auf dem ersten Abschnitt mit der Vergrößerung des kleinsten Abstandes zwischen der Düse 8 und der Futlerarbeitsfläche zu. Wird dieser Abstand jedoch auf den über 0,3fachen Wert des Innendurchmessers des Konverters 14 vergrößert, so nimmt die Intensität der Drehbewegung der Flamme 15 stark ab, und außerdem verschlechtert sich die Qualität der Verbrennung des Brennstoffes. Infolgedessen steigt der Austragsverlust des Feuerfestpulvers stark an, und die Güte des Spritzauskleidens geht zurück. Deshalb wird die Düse 8 beim Spritzauskleiden von örtlichen Abschnitten des Futterverschleißes in einem Abstand von der Futterarbeitsfläche angeordnet, der höchstens den 0,3fachen Wert des Konverterinnendurchmessers erreicht. Beim allgemeinen Spritzauskleiden wird der Düse 8 mit Hilfe des Manipulators 2 eine Drehbewegung um die Längsachse des Konverters 14 und mit Hilfe des angetriebenen Fahrwerks 3 eine periodische hin- und hergehende Bewegung erteilt. Hierbei verlagert sich das Maximum der Ablagerungen der Spritzmasse allmählich sowohl längs des Durchmessers als auch in Höhenrichtung des Konverters 14, wodurch auf dem ganzen Futter des Konverters eine gleichmäßig dicke aufgespritzte Schicht erhalten werden kann.

Die Erfindung zeichnet sich durch hohe technisch ökonomische Kennziffern aus, welche sich im Ergebnis der Dauerprüfungen des Verfahrens auf Versuchsständen und im Betriebe unter Produktionsverhältnissen bestätigt haben. Während der Erprobung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Flammen-Spritzauskleidung wurde die Erhöhung der Standzeit des Futters um 100 Schmelzen beim Spritzauskleiden von Teerdolomiten und um 50 Schmelzen beim Spritzauskleiden von Magnetsitsteinen mit konstanter Futterschicht erreicht. Der Verbrauch des Gemisches aus Feuerfestpulver und Brennstoff je Tonne Stahl, der während der Arbeit des Konverters mit dem Spritzauskleiden erschmolzen wurde, betrug 0,8 kg bzw. 1,6 kg. Die Sitllstandszeit des Konverters je Auskleidungsvorgang betrug 25 min beim Verbracuh von 51 Feuerfestpulver-Brennstoff-Gemisch während dieser Zeit.

Durch das Fiammen-Spritzauskleiden nach dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, durch Abbrand zerstörte Abschnitte des Futters zuverlässig und wirksam zu verschweißen und für den Futterwechsel eventuell erforderliche vorzeitige Stillegungen der Aggregate, die durch Beschädigungen bedingt sein können, nahezu vollständig zu verhindern. Dadurch wird es möglich, einen Monatsplan zur Durchführung von kalten Reparaturen in der Betriebshalie, ausgehend von der maximalen Standzeit des Futters, aufzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Spritzauskleiden des Futters von Konvertern mittels einer mit einem Feuerfestpulver gespeisten Flamme, dadurch, gekennzeichnet, daß bei horizontaler Stellung des Ki inverters die mit Feuerfestpulver gespeiste und entsprechend einem älteren Vorschlag tangential zur Oberfläche des Futters gerichtete Flamme in einem Abstand bis zum 0,3-fachen Wert des Durchmessers des Konverters in diesem an der Konverterinnenwand entlang kreisen gelassen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die konzentrisch angeordnete Rohrleitungen für die Zufuhr von Feuertestpulver, Brennstoff und Sauerstoff zum Konverterfutter enthält, welche durch eine Düse ausströmen, deren Achse senkrecht zur Achse der Rohrleitungen steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit der Düse für die tangential zur Konverterinnenfläche gerichtete Flamme an einem um einen Winkel von 15 bis 90° zur Drehachse des Rohrs gekröpften Arm befestigt ist.

25