DE2217726A1

DE2217726A1 - Vorrichtung zum Verstopfen des Abstichloches von rotierenden Konvertern

Info

Publication number: DE2217726A1
Application number: DE19722217726
Authority: DE
Inventors: Bruno Genua Imberti (Italien). P C21C5-52
Original assignee: Centro Sperimentale Metallurgico S.P.A., Rom
Priority date: 1971-04-17
Filing date: 1972-04-13
Publication date: 1972-11-02
Also published as: FR2133605A1; LU65161A1; FR2133605B1; DE2217726C3; DE2217726B2; NL7204817A; GB1368195A; BE782104A; US3776532A

Description

Centro Sperimentale Metallurgies S.p.Α., Via Castel Romano, Rom /Italien

"Vorrichtung zum Verstopfen des Abstichloches von rotierenden Konvertern".

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstopfen des Abstichloches von rotierenden und/oder oszillierenden Konvertern für metallurgische Verfahren und bezweckt insbesondere die Schaffung eines Gerätes zum Verstopfen des Abstichloches, das sich an diesem leicht anbringen läßt, einen guten und sicheren Verschluß ergibt und sich am Ende des in dem Konverter stattfindenen Prozesses vor dem Abstich leicht entfernen läßt.

Es wird hier die Verwendung bei einem zylindrischen, um eine vertikale Achse rotierenden Konverter behandelt, bei dem aus Gründen der Vereinfachung angenommen ist, daß die Rotationsachse mit der geometrischen Achse des Zylinders zusammenfällt. Es ist bekannt, daß unter diesen Bedingungen die Oberfläche einer in dem rotierenden Konverter befindlichen Flüssigkeit unter Wirkung der Zentrifugalkräfte an den Wänden hochsteigt und die Form eines Rotationsparaboloids annimmt.

Natürlich erfolgt, wenn zwei oder mehr nicht mischbare Flüssigkeiten vorhanden sind, eine Schichtung dieser Flüssigkeiten, wobei ohne Änderung der paraboloidischen Form der Einzelschicht die leichtere Flüssigkeit auf den schwereren "schwimmt", die sich selbst unter dem Einfluß der von innen nach außen und von oben nach unten zunehmenden Schwere anordnen.

Wenn in dem Konverter metallurgische Reaktionen stattfinden, z.B. die Umwandlung von geschmolzenem Roheisen in Stahl, muß die Lage des normalerweise offenen und oben

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in der Seitenwand befindlichen Abstichloches genau angeordnet sein, um unerwünschtes Ausfließen von Material zu verhindern. Dabei muß Rücksicht genommen werden auf die Dichte und den Anteil der einzelnen in dem Prozeß enthaltenen Flüssigkeiten sowie auf die Abmessungen des Konverters und seine maximale Umlaufgeschwindigkeit während des Verfahrensablaufes.

Aber selbst bei Berücksichtigung aller Umstände ist es unmöglich, immer eine allen Fällen gerechte Lage zu finden.

Tatsächlich kann es während des Verfahrensablaufes vorkommen, daß aus unterschiedlichen Ursachen, insbesondere aber wenn das Einblasen von gasförmigen Flüssigkeiten stattfindet, die Schlacke die Eigenschaften und das Verhalten eines Schaumes annimmt, d.h. einer Dispersion, in der die dispergierende Phase flüssig und die dispergierte Phase gasförmig ist, wodurch sich ihr Volumen wesentlich und in nicht erwarteter Weise vergrößert.

In solchen Fällen ist das Ausfließen eines Teiles der Schlacke aus dem Abstichloch unvermeidlich oder zumindest sehr wahrscheinlich, weil dies durch die Rotation der Schmelze begünstigt wird, selbst wenn das Abstichloch so hoch wie möglich angeordnet ist, mit allen negativen Begleiterscheinungen im Hinblick auf den Ablauf des Verfahrens, auf die Anlage selbst, die Sicherheit des Personals und die Ausbeute und den Wirkungsgrad des in dem Konverter ablaufenden Verfahrens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu beseitigen, indem das Abstichloch durch einen Stopfen verschlossen wird, der von einfacher Bauart ist, sich leicht auf oder in dem Abstichloch anbringen und fixieren läßt und endlich auch einfach von demselben zu

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entfernen ist.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die in Kombination einen im wesentlichen kegelstumpf förmigen Stopfen, ein an dessen größerer Bodenfläche befestigtes, an seinem freien Ende für die Handhabung des Stopfens ösenförmig umgebogenes Schlußstück, eine an der kleineren Bodenfläche des Stopfens und senkrecht zu dieser befestigte Stange, deren freies Ende so ausgebildet ist, daß es eine Kupplung mit einem Halteglied für den Stopfen ermöglicht, und ein zum Pesthalten des Stopfens in dem Abstichloch vorgesehenes Halteglied umfaßt, das sich am äußeren Ende des Abstichloches befindet und mit dem freien Ende der Stange kuppelbar, leicht entfernbar und wieder— verwendbar ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß auf einfache Weise ohne großen Zeitaufwand der Konverter selbst und das Bedienungspersonal gegen unerwartete Zufälle bei dem Verfahrensablauf gesichert werden und schnell und auf einfache Weise für den Abstich vorbereitet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der mit der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Abstichlochverschluß mit einem einstückigen Stopfen,

Fig. 2 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 1 mit einem zweiteiligen Stopfen und

Fig. 3 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 1 oder 2 mit einem Keil als Halteglied.

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Bei dem in Pig. 1 gezeigten Abstichlochverschluß hat der Stopfen 1 die Form eines Kegelstumpfes und trägt an seiner größeren Bodenfläche und senkrecht zu dieser befestigt ein Schlußstück 2, das im Inneren des Konverters liegt und an seinem Ende mit einem Ring oder einer öse 3 versehen ist. An seiner kleineren Bodenfläche und senkrecht zu dieser ist an dem Stopfen 1 eine Stange 4 befestigt, deren Ende zu einem Haken 5 umgebogen ist. Als Halteglied kommt eine mit einer oder mehreren Windungen versehene Feder 6 zur Verwendung, deren Schenkel so gebogen sind, daß sie parallel zueinander sind. Der eine Schenkel besitzt einen Haken 7; der andere Schenkel liegt an der die Außenöffnung 9 des Abstichloches umgebenden Wand an und ist durch eine vor seinem Ende liegende Biegung oder Schleife 10 in der Außenöffnung 9 des Abstichloches zentriert.

Die Benutzung des Gerätes wird dadurch ermöglicht, daß der Stopfen 1 mittels eines nicht dargestellten Spezialarmes, der mittels geeigneter Haken oder Greifer die öse des Schlußstückes 2 erfaßt, in den Konverter eingeführt und vor dem Abstichloch plaziert wird. Am Ende dieses Vorganges ist der Stopfen 1 mit seiner großen Bodenfläche zum Inneren des Konverters gerichtet und liegt mit seinem konischen Teil an der Innenkante des Abstichloches an. Durch Handhabung von außen wird der Stopfen 1 dann durch Kupplung des Hakens 5 der Stange ¹I mit dem Haken 7 der Feder 6 an dem Abstichloch fixiert.

Zum Entfernen des Stopfens 1 am Ende des Konverterprozesses wird bei vertikaler oder untervertikaler Stellung des Kon verters die Feder 6 gelöst und der Stopfen 1 von außen durch einen Schlag auf die kleinere Bodenfläche ausgestoßen.

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Nachdem die Wirkungsweise der einzelnen, die Erfindung ausmachenden Teile beschrieben sind, sollen im folgenden weitere Einzelheiten über ihre Form, ihre Abmessungen, ihre Zusammenstellung und schließlich über die Zusammenhänge, die ihre Kombination ermöglichen, erläutert.werden:

Der Stopfen 1 kann kegelstumpfförmig sein mit entweder geradliniger oder konvexer seitlicher Oberfläche, jedochkann er auch kegelstumpfförmig sein mit einer balligen kleineren Bodenfläche. Alle diese Formen sichern gute Abdichtung, selbst wenn die Größe der Mündung sich während des Betriebes des Konverters verändert. Tatsächlich dringt der Stopfen in allen diesen Fällen infolge der Kombinationswirkung seiner Form, der Feder 6 und der Zentrifugalkraft in das Abstichloch bis zu der erforderlichen Tiefe ein und gewährleistet in jedem Fall eine gute Abdichtung.

Bezeichnet man mit OC den halben Spitzenwinkel des ideellen Kegels, aus dem der Kegelstumpf ausgeschnitten ist, mit D den Durchmesser der größeren Bodenfläche, mit d den wirksamen Durchmesser der inneren Mündung des Abstichloches, mit L die Höhe des Stopfens 1 und schließlich mit cf den Flanschdurchmesser und mit h die Flanschdicke eines den Haltegliedern als Anlage dienenden zylinderförmigen Flansches 8, so müssen folgende Bedingungen, Gleichungen und Verhältnisse erfüllt sein:

Oi muß zwischen 10 und 60° liegen, D/d zwischen 1,1 und 2
L = (0,1 bis 2)-d-ctg&
4 - ((1,2 bie 1,5)-D

h = (0,1 bie 0,5)«d

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Wie oben ausgeführt, wird das Ausfließen von Schlacke aus dem Abstichloch mechanisch durch das Vorhandensein des Stopfens 1 verhindert. Trotzdem kann es infolge von Unregelmäßigkeiten der inneren Mündung und Wandung des Abstichloches passieren, daß ein wenn auch zu vernachlässigend geringer Teil Schlacke durch öffnungen längs der Berührungsfläche zwischen dem Stopfen und der Mündung dringt, erhärtet und damit einen Verschluß dieser öffnung, bildet. Wenn dies auch im Hinblick darauf, daß dadurch ein weiteres Ausfließen von Schlacke verhindert wird, für den Wirkungsgrad des in dem Konverter ablaufenden Verfahrens vorteilhaft ist, so ist es andererseits ein ungünstiges Ereignis, da durch das teilweise Verkleben des Stopfens mit der inneren Mündung das Ausstoßen des Stopfens erschwert oder gar unmöglich gemacht wird.

Um solche Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es möglich, für den Stopfen eine zweiteilige Ausführung anstelle einer einstückigen zu wählen. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel besteht der zweiteilige Stopfen aus einem Innenteil oder Kern 11 von kegelstumpfförmigem Aussehen, der von einem rohrförmig gewickelten Blech oder Ring 12 aus dem gleichen Material wie der Kern und mit gleicher Außenform wie ein einteiliger Stopfen gebildet wird. Diese beiden Teile sind vor ihrer Benutzung zusammengeklebt worden, z.B. mittels eines Vinyl-Klebers, und bilden eine einem einteiligen Stopfen (s. Fig. 1) gleiche Einheit. Wenn ein zweiteiliger Stopfen in der inneren Mündung 9 des Abstichloches durch Schlacke verklebt wird, genügt ein relativ kleiner Druck, den Kern 11 des Stopfens von dem Ring 12 zu trennen und somit den Abstich zu ermöglichen. Der verbliebene Ring läßt eich dann nach dem Abstich beim Reinigen der Bohrung 9 entfernen.

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Der Stopfen besteht aus einem Werkstoff (z. B. aus einem feuerfesten Material)_s der im Hinblick auf den speziellen im Konverter ablaufenden Prozeß so ausgewählt ist, daß er hinsichtlich mechanischer und chemischer Beständigkeit optimale Eigenschaften aufweist und teilweise oder ganz mit Blech und/oder teerartigen Stoffen umgeben sein kann. In den Mitten der beiden Bodenflächen sind jeweils Bohrungen für die Verbindung des Stopfens mit dem Schlußstück 2 und der Stange 4 vorgesehen, und zwar mit oder ohne Gewinde direkt in dem Material des Stopfens oder in Metallbuchsen, die während der Formung des feuerfesten Materials eingesetzt sind.

Die Stange 4 besteht aus Metall von Kreisquerschnitt oder anderem Querschnitt. Das Verhältnis seiner Querschnittsfläche zu derjenigen des Abstichloches beträgt 0,0014 bis 0,2. Das mit dem Stopfen zu verbindende Ende der Stange 4 kann entweder Gewinde tragen oder im rechten Winkel abgebogen sein, T-förmig gestaltet oder sonstwie für die Verankerung in dem Stopfen ausgebildet sein. Das freie Ende trägt entweder einen Haken 5 oder wahlweise eine irgendwie geformte öffnung oder einen Schlitz. Die Länge der Stange hängt von der Nennlänge des Abstichloches ab, muß aber in jedem Fall so groß sein, daß das Ende der Stange aus dem Abstichloch herausragt und ein einfaches Anbringen der beschriebenen Halteglieder gestattet.

Das Schlußstück 2 besteht aus Rund- oder Flachmaterial, das mittels einer der bereits beschriebenen Methoden mit der Stange 2 verbunden ist und an seinem anderen Ende einen Ring oder eine öse 3 trägt. Seine Länge und Form ist mit Rücksicht auf die Abmessungen und die Innenform des Konverters so gewählt, daß ein äußerst leichtes Einführen des Stopfens in den Sitz möglich ist.

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Schließlich erfolgt nach Fig. 3 das Schließen des Abstichloches mittels eines kegelstumpfförmigen Stopfens 1, dessen Abdichtung durch einen Keil 13 sichergestellt wird, der länger ist als der Durchmesser der äußeren Öffnung des Abstichloches 9 und die Stange 4 ia einer Öffnung durchdringt, analog zu den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Aus führungen.

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Claims

- 9 Patentansprüche :

1. Vorrichtung zum Verstopfen des Abstichloches von rotierenden und/oder oszillierenden Konvertern für metallurgische Verfahren,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorrichtung in Kombination einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Stopfen (1), ein an dessen größerer Bodenfläche befestigtes, an seinem freien Ende für die Handhabung des Stopfens ösenförmig umgebogenes Schlußstück (2), eine an der kleineren Bodenfläche des Stopfens und senkrecht zu dieser befestigte Stange (4), deren freies Ende so ausgebildet ist, daß es eine Kupplung mit einem Halteglied für den Stopfen ermöglicht, und ein zum Pesthalten des Stopfens in dem Abstichloch vorgesehenes Halteglied (6, 10 oder 13) umfaßt, das sich am äußeren Ende des Abstichloches befindet und mit dem freien Ende der Stange (4) kuppelbar, leicht entfernbar und wiederverwendbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Stopfen (1) im wesentlichen kegelstumpfförmig und einteilig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
daduroh gekennzeichnet,

daß der Stopfen (1) aus einem kegelstumpfförmigen Kern (11) und einem kegeistumpfmantelförmigen Ring (12) besteht, der mit dem Kern klebend verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3» daduroh gekennzeichnet,

daß der halbe Spitzenwinkel <& des dem Stopfen (1) zugrunde liegenden Kegele zwischen 10° und 60° liegt.

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5. Vorrichtung nach Anspruch ¹I, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers (D) der größeren Bodenfläche zu demjenigen (d) der kleineren Bodenfläche zwischen 1,1 und 2 liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (L) des kegelstumpfförmigen Stopfens (1) in Abhängigkeit von dem Durchmesser (d) der kleineren Bodenfläche und dem halben Spitzenwinkel (Q) nach der Gleichung

L= (0,1 bis 2)«d«ctgO( bemessen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (/) und die Flanschdicke (h) eines den Haltegliedern (10 oder 13) als Anlage dienenden zylinderförmigen Flansches (8) nach den Gleichungen

/ = (0,12 bis 1,5)«D »

h = (0,1 bis 0,5)«d bemessen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (1) aus einem feuerfesten Werkstoff hergestellt und/oder teilweise oder völlig von einer Schicht (12) aua Metall uinachloaaan und/oder mit teerartigen Stoffen überzogen iat.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (4) aus Metall besteht und kreisförmigen oder anderen Querschnitt besitzt.

10.Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche der Stange (4) zu dem Nennquerschnitt des Abstichloches zwischen 0,0014 und 0,2 liegt.

11.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (6) aus Metall besteht und federnd und vorwiegend U-förmig ausgebildet ist, wobei sein quer auf der Außenfläche des Abstichloches aufliegender Arm (10) breit genug ist, um dem Halteglied selbst eine sichere Auflage zu geben, und entsprechend der Lage der Mitte der Gießöffnung so ausgebildet ist, daß der für die Stange (4) des Stopfens (1) erforderliche Durchlaß vorhanden ist, während sein anderer Arm (7) so gestaltet ist, daß er in Richtung der Mittelachse des Abstichloches (9) mit dem freien Ende (5) der Stange <4) kuppelbar ist.

12.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied ein Keil (13) ist, der länger ale der Außendurchmesser des Abstichloches (9) und in beliebiger Weise mit dem freien Ende der Stange (4) kuppelbar ist.

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