DE2534331C3

DE2534331C3 - Mündungsschutz für metallurgische Gefäße, insbesondere für Stahlwerkskonverter

Info

Publication number: DE2534331C3
Application number: DE2534331A
Authority: DE
Inventors: Günter 4100 Duisburg Schmitz
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1975-08-01
Filing date: 1975-08-01
Publication date: 1982-10-07
Also published as: GB1549075A; DE2534331B2; FR2319713A1; ATA563676A; IT1067093B; CA1051660A; DE2534331A1; US4014530A; BE844530A; FR2319713B1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Mündungsschutz für metallurgische Gefäße, insbesondere für Stahlwerkskonverter, die mit einem an den Gefäßmantel angeschlossenen, die Mündung verstärkenden Stirnring für die Befestigung des Mündungsringes versehen sind, wobei der Mündungsring aus auswechselbaren Ringsegmenten besteht, und wobei außerdem eine Zwangskühlung vorgesehen ist.

Ein derartiger Mündungsschutz verhindert Deformationen des Gefäßmantels und dient zum Auffangen der Kräfte, die notwendig sind, um die sogenannten Schlackenbären zu entfernen. Nach den bisherigen Erfahrungen sind die Schlackenbären an Thomas-, LD und LDAC-Konvertern nicht zu vermeiden.

Die Ringsegmente werden entweder geschweißt oder gegossen hergestellt. Die meist aus Hämatiteisen bestehenden gegossenen Ringsegmente besitzen eine große Oberflächenhärte, die beim Abkühlen der Gußhaut entsteht. Sie neigen gegenüber aus schweißbaren Stählen hergestellten Mündungsringen weniger zum w> Anbacken des beim metallurgischen Herstellungsverfahren entstehenden Auswurfs. Die dennoch auch bei gegossenen Ringsegmenten auftretenden Ablagerungen aus Schlacke- bzw. Metallspritzer lassen sich im allgemeinen ohne große Beschädigungen der Ringseg- "· mente mittels pneumatischen Hämmern oder speziellen Reißhaken entfernen. Im Fall einer Beschädigung des Mündungsringes sind meist nur einzelne, von den übrigen unabhängig auswechselbare Ringsegmente betroffen.

Es ist auch schon zum Schutz der Gefäßmündung ein von Kühlwasser durchflossener Mündungsring vorgeschlagen worden (DE-AS 13 02 880). Dieser bekannte Mündungsring hat hakenförmiges Profil, wobei ein Teil desselben, radial nach innen gerichtet, einen Teil der Stirnfläche der Gefäßmündung bildet und der andere Teil der Neigung der Gefäßwandung angepaßt ist und beide Teile zur Bildung eines Luftspaltes zwischt η ihnen und der Gefäßwand im Abstand von der Gefäßwand angeordnet sind. Nachteilig ist hierbei, daß die Wasserkühlung unmittelbar am Konvertermund angeordnet ist Die Schlackenbären sind nur durch die Wandstärke des kühlmiueldurchflossenen Ringes vom Kühlmittel getrennt Beim Lösen der Schlackenbären können Beschädigungen ein Leck des kühlmittelführenden Ringes verursachen. Diese Gefahr alleine verbietet im praktischen Fall die Anwendung des bekannten wasserdurchflossenen Ringes; das Austreten von Kühlwasser in dem hocherhitzten Mündungsbereich eines metallurgischen Gefäßes, aus dem Abgase entweichen, würde unweigerlich Explosionen im Abgaskamin und/oder im Gefäß erzeugen.

Nach dem Stand der Technik ist lediglich die Aufgabe gelöst, den Gefäßmantel im Mündungsbereich vor dem Entstehen übermäßiger thermischer Beanspruchung, die durch Wärmestrahlung ausgelöst wird, zu schützen.

Der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber die Aufgabe zugrunde gelegt einen zwangsgekühlten Mündungsschutz zu schaffen, bei dem einerseits die Vorteile der mechanisch hoch beanspruchbaren Ringsegmente ausgenutzt werden können und der andererseits den Nachteil der durch mechanische Beanspruchung gefährdeten, kühlwasserdurchflossenen Ringe vermeidet

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß ein mittelbar mit dem Gefäßmantel verbundener, die Ringsegmente tragender Stützring mit Vollquerschnitt vorgesehen ist daß ein mit dem Stützring verbundener, ebenfalls Vollquerschnitt aufweisender Ringschild einen um den Gefäßmantel verlaufenden Ringraum bildet innerhalb dessen mehrere kühlwasserdurchflossene Rohre angeordnet sind, die fest mit dem Ringschild verbunden, hingegen in bezug auf den Gefäßmantel ohne eine Befestigung sind, und daß der Stützring neben der Verbindungsstelle am Ringschild einen nach außen überstehenden Rand aufweist in dem von außen zugängliche Befestigungsmittel für die Ringsegmente angeordnet sind.

Die Vorteile der Erfindung bestehen, ausgehend von den Vorteilen der Ringsegmente, in einer größeren Auflagefläche, die durch den Stützring ermöglicht wird, ferner in dem Ringschild, der einen zusätzlichen Schutz zum konischen Teil eines Konverters darstellt. An diesem Ringschild wird die geschützte Unterseite zur Aufnahme der kühlwasserdurchflossenen Rohre genutzt. Währenddem die Schlackenbären auf den vergrößerten Ringsegmenten dünnere Ansätze bilden und leichter gelöst werden können, besteht keinerlei Gefahr, daß durch die mechanischen Einwirkungen auf die Ringsegmente die kühlwasserführenden Rohre beschädigt werden könnten. Der erfindungsgeniäße Mündungsschutz hält daher extremen Bedingungen länger stand als der bisher bekannte. Die Erfindung steigert jedoch auch die Sicherheit während des Betriebes: Trotz aller Vorsichtsmaßnahmen leck werdende kühlwasserführende Rohre können ihren Inhalt

selbst in der Kopflage des Gefäßes nur in die aus Gefäßmantel und Ringschild gebildete Rinne abtropfen. In der Aufrechtlage des Gefäßes läuft das Leckwasser über den Gefäßmantel soweit es nicht verdampft Der erfindungsgemäße Mündungsschutz gewährleistet somit einen sicheren Betrieb, weil das Gefahrenmoment äußerst gering gehalten wird.

Der Hohlraum, in dem die kühlwasserführenden Rohre untergebracht sind, wächst womöglich in den meisten Fällen, bedingt durch den Mauerwerksdruck auf den Gefäßmantel, bis zur Anlage des Gefäßmantels auf den Rohren zu. Die Rohre bieten jedoch durch ihre gewölbte Form eine hinreichende Festigkeit, so daß eher der Ringschild gedehnt wird.

Nach einem die Erfindung verbessernden Vorschlag weisen die kühlwasserdurchflossenen Rohre halbe Rohrprofil-Querschnitte auf und liegen mit den Querschnittskanten dichtend auf der Ringschild-Unterseite auf.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß der Stützring und der Ringschild mittels einer Schweißnaht verbunden sind, in deren Bereich eines der kühlwasserdurchflossenen Rohre angeordnet ist

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Achsenschnitt durch den Mündungsbereich eines in der Aufrechtlage befindlichen Stahlwerkskonverters, der nach dem Sauerstoff-Aufblasverfahren betrieben wird;

F i g. 2 denselben Achsenschnitt gemäß F i g. 1, jedoch für eine abgewandelte Ausführungsform.

An den Gefäßmantel 1 (Fig. 1) ist der Stirnring 2 angeschlossen. Der Stirnring 2 stützt die Ausmauerung 3 teilweise an der Mündungsseite. Auf dem Stirnring 2 ist außerdem der Stützring 4 mittels angedeuteten Schrauben 5 befestigt. Der Stützring 4 trägt die einzelnen Ringsegmente 6a, 6b, 6c und ist mittels nicht näher dargestellten Befestigungsmitteln 7 mit den Ringsegmenten 6 verbunden. Die Ringsegmente 6a bis 6c bilden der eigentlichen Mündungsring, der den mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Die Ringsegmente bilden ferner bei 8 eine Abstützung für den vom Stirnring 2 nicht erfaßten Teil der Ausmauerung 3. An der Unterseite 4a des Stützringes 4 ist der

rohrförmige Ringschild 9 angeschlossen. Er bildet zusammen mit dem Gefäßmantel I einen Ringraum 10. An der Unterseite 9a des Ringschildes 9 sind mehrere kühlwasserdurchflossene Rohre 11, das Kühlwasser sicher abdichtend, aufgeschweißt Die Rohre 11 bilden entweder eine einzige in einer Schraubenlinie verlaufende Rohrschlange mit einem Zuflußrohr 12 und einem Abflußrohr 13 oder einzelne, kreisförmige Rohrstränge, die für sich getrennt jeweils ein Zu- und Abflußrohr 12 bzw. 13 aufweisen.

Der Ringschild 9 ist an mehreren Stellen über den Umfang an seinem unteren Ende 96 mittels mehreren getrennten Platten 14a, 146 und 14c abgestützt. Die Anzahl der aufeinandergelegten Platten 14 richtet sich nach dem sich in der Praxis ergebenden Abstand des unteren Endes 9b am Ringschild 9 vom Gefäßmantel 1. Der Gefäßmantel 1, der Ringschild 9 und die Platten 14 werden (wie angedeutet) mit Befes'igungsmitteln 15 zusammengehalten. Ein besonderer Vorteil dieser Befestigungsart besteht darin, daß der Durchgang für die Kühlwasserzu- und abflußrohre 12 bzw. 13 auch dann erhalten bleibt, wenn der Mauenverksdruck den Gefäßmantel 1 dehnt, so daß der Ringraum 10 im Lauf der Betriebszeil des Konverters praktisch ganz verschwindet

Der nach außen überstehende Rand 4b des Stützringes 4 e.iaubt, leicht an die Befestigungsmittel 7 zu kommen.

Von besonderem Vorteil ist schließlich die durch das kühlwasserdurchflossene Rohr lic gekühlte Eckschweißnaht 16 zwischen Ringschild 9 und Stützring 4.

Die abgewandelte Ausführungsform (F i g. 2) zeigt einen Stützring 4, dessen innerer Umfang 4c nicht an der Ausmauerung 3 und nicht auf dem Stirnring 2 anliegt Der Stützring 4 steht über den Ringschild 9 und die einen Abstandshalter bildenden, aufeinandergelegten Platten 14 mittelbar mit dem Gefäßmantel 1 in Verbindung. Diese Verbindung zwischen Stützring 4 und Gefäßmantel 1 sichert eine weitergehende, unabhängige Wärmedehnung des Mündungsschutzes gegenüber dem metallurgischen Gefäß zu.

D*r Ringraum 10 bedarf keiner besonderen Kühlung mittels Luft aus der Umgebung des Gefäßes. Der Ringschild 9 kann daher mittels Stützen 17 oder einem Abschlußblech 17 teilweise oder ganz verschlossen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Mündungsschutz für metallurgische Gefäße, insbesondere für Stahlwerkskonverter, die mit einem an den Gefäßmantel angeschlossenen, die s Mündung verstärkenden Stirnring für die Befestigung des Mündiingsringes versehen sind, wobei der Mündungsring aus auswechselbaren Ringsegmenten besteht, und wobei außerdem eine Zwangskühlung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittelbar mit dem Gefäßmantel (1) verbundener, die Ringsegmente (6a, 6b, 6c) tragender Stützring (4) mit Vollquerschnitt vorgesehen ist, daß ein mit dem Stützring (4) verbundener, ebenfalls Vollquerschnitt aufweisender Ringschild (9) einen is um den Gefäßmantel (1) verlaufenden Ringraum (10) bildet, innerhalb dessen mehrere kühlwasserdurchflossene Rohre (U) angeordnet sind, die fest mit dem Ringschild (9) verbunden, hingegen in bezug auf den Gefäßmantel (1) ohne eine Befestigung sind, und daß der Stützricg, (4) neben der Verbindungsstelle am Ringschild (9) einen nach außen überstehenden Rand (4b) aufweist, in dem von außen zugängliche Befestigungsmittel (7) für die Ringsegmente (6) angeordnet sind.

2. Mündungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kühlwasserdurchflossenen Rohre (11) halbe Rohrprofil-Querschnitte aufweisen und mit den Querschnittskanten dichtend auf der Ringschild-Unterseite (9a,) aufliegen.

3. Mündungsschutz nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (4) und der Ringschild (9) mittels einer Schweißnaht (16) verbunden sind, in deren Bereich eines der kühlwasserdurchflosseneii Rohre (llaj angeordnet ist.