DE2825904A1 - Haubenabdichtung fuer ein metallurgisches gefaess - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER

ÖPU-ING

H. KlNKELDEY

W. STOCKMAIR

DR-INd - AeE (CALTtCHJ

K. SCHUMANN

DRBERNAT-DiPL-PHYS

P. H. JAKOB

USS ENGINEERS AND CONSULTANTS, ING. G. bezold

DR HER NAT- Qi=L-CHEM

600 Grant Street,

Pittsburgh., Pennsylvania 15230 ₈ München 22

_TT _ , MAXIMILIANSTRASSE 43

1J. Juni 1978 P 12 873-63/ku

Haubenabdichtung für ein metallurgisches Gefäß

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haubenabdichtung für ein metallurgisches Schmslzgefäß.

In der metallschaffenden Industrie kann ein IPrischvorgang dadurch ausgeführt werden, daß Gase in eine in einem Gefäß enthaltene Schmelze eingeblasen vrerden. Verunreinigungen werden durch chemische Reaktion entfernt und sammeln sich in einer Schlacke oder werden in gasförmiger Form aus dem Gefäß ausgetragen. Ein Abzug kann oberhalb der Gefäßmündung angeordnet sein, um die Gase abzuziehen und Einrichtungen zur Verringerung der Umweltbelastung zuzuführen. Um die Möglichkeit noch weiter zu verringern, daß Gase in den umliegenden Arbeitsbereich austreten, wird gelegentlich eine Haube vorgesehen, die das Schnei ξ gn.frß uü]?,\'.bt \rnö. die Gs se zu einen Bereich führt, wo der Abaug für ihre wirksame Abfuhr sorgt. Eine derartige Haube wird in der Stahlindustrie allgemein verwendet, um ein BOP oder Q-BOP-Schmelzgefäß zu umschließen.

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Die Haube besteht im allgemeinen aus zwei oder mehr aneinanderstoßenden Wandabschnitten, die aus schweren Stahlkonstruktionen bestehen. Einer oder mehrere der Wandabschnitte ist beweglich, so daß eine Öffnung erzeugt werden kann, um den Zugang zum Schmelzgefäß zwecks Chargierung desselben zu gestatten. Sind die Wandabschnitte geschlossen und schreitet der Irischvorgang voran, so können Gase zwischen einem beweglichen Wandungsabschnitt und dem angrenzenden Wandungsabschnitt austreten, sofern nicht ein dichter Stoßsitz vorgesehen ist. Bis jetzt sind keine besonderen Dichtungen vorgesehen, um dieses Entweichen von Gas zu verhindern, wobei die Dichtung abhängt von e.inem dichten Stoß zwischen den aneinander grenz enden Kanten der aufeinanderstoßenden Wandabschnitte. Wegen der schweren Stahlkonstruktion der Wandabschnitte verursacht die vom Schmelzgefäß abgestrahlte Wärme ein Verwerfen der aneinanderstoßenden Wandungskanten, was das Erzielen eines dichten Stoßes der aufeinanderstoßenden Wände verhindert. Dieser Effekt wirkt sich mit fortschreitender Blaszeit immer stärker aus, da immer mehr Gase in den umliegenden Arbeitsbereich entweichen. Ein anderer Faktor ist derjenige, daß Schlacke und schmelzflüssiges Metall aus dem Schmelzgefäß herausspritζen und sich an den aneinanderstoßenden Kanten der Wandungsabschnitte ansammeln, wodurch ein dichter Abschluß des Wandstcsses noch weiterhin beeinträchtigt wird.

Erfindungsgemäß ist eine Haube für ein metallurgisches Gefäß mit zwei horizontal verschieblichen Wandabschnitten versehen, die längs einer im wesentlichen vertikal verlaufenden Berührungsfläche aneinanderstoßen, wobei Dichtungseinrientarten an den aufeinanderstoßenden Kanten der Wandabschnitte vorgesehen sind, um das Austreten von Gasen zwischen diesen Wandabschnitten zu verhindern, wenn dieselben sich in ihrer geschlossenen Stellung befinden. Die Dichtungseinrichtungen umfassen ein erstes längliches Dichtungsglied, welches an der

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Außenseite eines der Wandabschnitte befestigt ist und ein wärmebeständiges, kompressibles Material mit einer freiliegenden ebenen Oberfläche aufweist, welche dem anderen Wandungsabschnitt gegenüberliegt und welches von der Stoßkante seines Wandungsabschnit gegenüberliegt und welches von der Stoßkante seines Wandungsabschnittes zurückgezogen ist, so daß es vor Hitze und aus dem Gefäß herausspritzenden schmelzflüssigen Materialien geschützt ist. !Ferner ist ein zweites längliches Dichtungsglied vorgesehen, welches an der Außenseite des anderen Wandungsabsehnittes befestigt ist und eine Lippe mit einer Vorderkante aufweist, die aus einem wärmebeständigen Material besteht und über die Stoßkante seines Wandabschnittes in Richtung auf das kompressible Material vorsteht, um mit demselben in Berührung zu treten, bevor die Stoßkanten der Wandungsabschnitte in gegenseitige Anlage gebracht werden. Das erste Dichtungsglied ist beweglich an seinem Wandabschnitt gehalten, so daß dieses erste Dichtungsglied noch weiter von der Berührungsstelle der beiden Vandabschnitte wegbewegt wird, wenn die beiden Wandabschnitte in ihre geschlossene Position bewegt werden.

Ein bevorzugter Gedanke liegt darin, daß zwei längliche Dichtungsglieder vorgesehen sind, um das Austreten von Gasen zwischen einem beweglichen Wandabschnitt und einem daran angrenzenden Wandabschnitt bei der Haube eines metallurgischen Schmelzgefässes zu verhindern. Ein erstes längliches Dichtungsglied ist an dem ersten Wandabschnitt befestigt und weist ein konpressibles Material auf, %ielches dem zweiten V/andabschnitt entgegengerichtet ist. Ein zweites längliches Dichtungsglied ist am /.uoir-oii v/^ruluixr'iuii -: t uui'ervtiyt; und. ;^roi;;i; 3l:i-j Lip us dc^ o.er^^; auf, die dem länglichen Aufnahmeglied entgegengerichtet ist. Die länglichen Dichtungsglieder sind so angeordnet, daß sie in gegenseitige Berührung gelangen, bevor die anoinandergrenzonden Wandkanten in Anlage aneinander gelangen. Das erste läng-

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liehe Dichtungsglied ist beweglich befestigt, so daß die Wandglieder, nachdem sich die länglichen Dichtungsglieder untereinander berührt haben, in eine Stoßposxtion bewegt werden können, in welcher sich ihre aneinandergrenzenden Kanten berühren, um auf diese Weise den Einfluß der Wärme auf die länglichen Dichtungsglieder so gering wie möglich zu halten.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In dieser zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein mit einer

Haube versehenes metallurgisches Schmelzgefäß,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Haube,

Fig. 3 eine Stirnansicht der Vorderhand der in Fig. 2 dargestellten Haube,

Fig. K einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig.5 und

Fig. 5 eine mit Fig. 4- vergleichbare Darstellung, wobei

jedoch die Haube in ihrer geöffneten Stellung dargestellt ist.

Das Frischen eines geschmolzenen Ketalls, wie beispielsweise das Frischen von Stahl, kann in eine:a in Fip;. 1 dargestellten metallurgiöchea üefv.ß IQ uu^gefüjorb v.-e^'den. Bsxbi Frischen v/ixxi Saueral'offgas entweder durch In Bodsn des Gefäßes 10 vorgesehen Blasformen oder mit Hilfe einer in die Kvindung des Gefäßes 10 eingebrachten Lanze £asxörmio:er Sauerstoff in dan gosclraol-

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zene Metall eingeblasen. In jedem Fall werden aus der Mündung des Gefäßes 10 große Mengen an unterschiedliche Verunreinigungen enthaltenden Gasen emittiert. Im allgemeinen ist ein Abzug oberhalb der Gefäßmündung vorgesehen, um die unsauberen Gase abzuziehen und sie einer Einrichtung zur Verringerung der Umweltbelastung zuzuführen. Es ist noch nicht mal erforderlich, eine Haube 12 für ein metallurgisches Gefäß vorzugsehen, um die Gase wirksamer abzuführen und eine Verschmutzung oder Belastung des umgebenden Arbeitsbereiches zu verhindern. Die Haube 12 besitzt zxirei Wandungsabschnitte 13, 14, die in Fig.1 im Querschnitt und in Pig. 2 in der Aufsicht dargestellt sind. Die Haube 12 besitzt ferner eine Wandung 15»die die Rückwand der Haube 12 biV det, sowie Wandungen 15 und 17, welche als Seitenwandungen für die Haube dienen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Wandungsabschnitte 13 und 14 die gesamte Vorderseite der Haube 12 und diese Wandabschnitte sind auf Rädern 18, 19 so verschiebliche, daß das Schmelzgefäß 10 zugänglich ist, wenn die Wandungsabschnitte voneinander getrennt und in ihre Offenstellung bewegt v/erden. Das Gefäß 10 kann mit Hilfe von Lagerzapfen um eine Achse 20 gedreht werden, wodurch die Gefäßmündung zwecks Beschicken des Gefäßes mit Material in die nähe einer Arbeitsbühne 21 gebracht werden kann.

Die beiden Seitenwandungen 13 und 14 stoßen längs der Stoßkanten 25, 26 aneinander und sind dazwischen mit Dichtungseinrichtungen 27 versehen, die das Entweichen von Gasen verhindern, wenn sich die Wandungen 13 und 14 in ihrer geschlossenen Position befinden. In vergleichbarer Weise ist eine Dichtungseinrichtung 28 zwischen den Stoßkanten 29 und 30 des Wandabschnittes 13 und dem daranstoßenden Wandabschnitt 16 vorgesehen. Eine Dichtung 29 ist zwischen den Stoßkanten 31 und 32 des Wandabschnitts 14 sowie des daran stoßenden Wandabschnittes 17 vorgesehen.

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Die beiden Vandabschnitte 13 und 14 besitzen, wie in Fig. 3 dargestellt, eine unregelmäßige Kontur. Die Dichtung 7 zwischen den beiden Wandabschnitten 15 und 14 folgt dieser unregelmäßigen Kontur und besitzt ein erstes längliches Dichtungsglied 40 (Eig. 2 und 4), welches längs der Außenfläche 41 des ersten der beiden Wandungsabschnitte 14 sowie längs der Stoßkante 26 befestigt ist. Unter "Außenfläche" ist eine Außenoberfläche zu verstehen, die entweder vom Schmelzgefäß fort in Sichtung auf die umgebende Arbeitsfläche gerichtet ist, oder innerhalb eines Eahmens oder einer Hohlwandung angeordnet ist. Es ist jedoch nicht eine Innenfläche gemeint, die in Richtung auf das Schmslzgefäß 10 blickt. Das erste längliche Dichtungsglied*40 v/eist ein kompressibles Material 42 auf, welches vorzugsweise aus Keramikfaserblöcken, wie den unter dem Handelsnamen "Fiberfrax" von der Carborundum Company vertriebenen Aluminium-Silica-Erzeugnis. Derartige Aluminium-Silica-Erzeugnisse widerstehen Temperaturen von bis zu 122O⁰C. Vorzugsweise wird ein Block mit niedriger Dichte, wie einer mit einer Dichte von 64 kg/m"* (4 lbs/cu.ft.) verwendet, weil solche Blöcke eine größere Kompressibilität besitzen. Beim Einbauen dieser Blöcke werden sie um etwa 30 % komprimiert und mit Band umwickelt, um sie unter Kompression zu halten, während sie in einen Metalltrog 43 eingebaut werden. Nach dem Einbau wird das Band zerschnitten und die Blöcke dehen sich gegen die Seitenwandungen und die Rückseite des Troges aus, der sie an Ort und Stelle hält. Das !compressible Material 42 hat eine freiligende ebene Oberfläche 44, die dem Wandungsabschnitt 13 gegenüberliegt. Das kompressible Material 42 hat im wesentlichen die Länge der Stoßkanten 25 und 26 der V/andabschnitte 13 und 14 und ist hinsichtlich der Ebene der Stoßkante 26 der Wandung 1^zi etwas zurückgezogen, wodurch es vor der V/arme des Schmelzgefäßes 10 und den aus den GefKß herausspritzenden schaelzflüssigen Stoffen, wie Metall oder Schlacke, geschützt ist.

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Die Di chtungs einri chtung 27 weist noch ein zweites längliches Dichtungsglied 50 auf, welches längs der Außenfläche 51 des zweiten Wandungsal) schnitt es 13 sowie längs der Stoßkante 25 befestigt ist. Dieses zweite längliche Dichtungsglied 50 besitzt eine Zunge oder Lippe 52 mit einer vorderen Kante 53» die aus einem wärmebeständigen Material, vorzugsweise Gußeisen, besteht. Die Lippe oder Zunge 52 hat die Länge der Stoßkanten 25, 25 der Wandabschnitte 13 und 14, wie in den S¹Ig. 3 und 4 dargestellt, und ist so angeordnet, daß die Vorderkante 53 der Lippe 52 im wesentlichen über die Ebene der Stoßkante 25 des Wandungsabschnittes 13 in Richtung auf das erste längliche Dichtungsglied 40 vorsteht, um auf diese Weise das kompressible Material 42 des ersten länglichen Dichtungsgliedes 40 au berühren, bevor die Stoßkanten 25 und 26 der Wandungsabschnitte 13 und 14 beim Schließen dieser Wandungsabschnitte miteinander in Anlage gebracht werden. Vorzugsweise erfolgt die Berührung der Dichtungsglieder zu einem Zeitpunkt, \vo nocli ein Spalt von bis zu etwa 15 cm zwischen den Stoßkanten 25 und 26 vorhanden ist, um eine gasdichte Dichtung sicherzustellen. Somit ist erfindungsgemäß eine Abdichtung geschaffen, die sich ausbildet, wenn die Wandungsabschnitte geschlossen sind und wirksam bleibt, bis die Wandungsabschnitte in einem Abstand von bis zu 15 cm ihrer Stoßkanten auseinander sind. In der Praxis verursacht die vom Schmelzgefäß 10 ausgehende W?rme ein Verwerfen oder Verbiegen der Wandungsabschnitte 13 und 14,was einen dichten Abschluß zwischen den jeweiligen Stoßkanten 25 und 26 verhindert. Auch können Schlackespritzer oder verpsitztes schmelsflüssiges Metall sich an den Stoßkanten 25 und 26 anlagern, wodurch ein dichter Abschluß zwischen den Stoßkanten unmöglich gemacht wird. Aus diesem Gruade ist es erforderlich, einea uLolvcur^c./bjchluia sv/iiächon den beiden länglichen Dichtungsgliedern 40 und 50 herbeizuführen, während noch ein beträchtlicher Spalt zwischen den Stoßkanten vorliegt, um sicherzustellen, daß im Betrieb tatsächlich eine gasdichte Abdichtung zwischen den Wandungsabschnitten erfolgt.

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AO

Um das Eindringen von Wärme aus dem Gefäß 10 in die beiden länglichen Dichtungsglieder 40 und 50 bei geschlossenen Wandungsabschnitten 13 und 14 so gering wie möglich zu halten, ist eine Einrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe wenigstens eines der länglichen Dichtungsglieder 40, 50 gegenüber dem Wandungsabschnitt, an welchem es befestigt ist, bewegbar ist. Auf diese Weise können die Wandungsabschnitte 13 und 14 dichter zueinander bewegt werden,nachdem die beiden länglichen Dichtungsglieder in Anlage miteinander gelangt sind, um die Stoßkanten 25, 26 der beiden Wandungsabschnitte 13, 14 in Anlage miteinander zu bringen.

Vorzugsweise weist diese Einrichtung 50 eine Vielzahl von Stäben

61, wie in Fig. 2 dargestellt, auf, die im Abstand über die Länge des ersten länglichen. Diciatungsglieaes 40 angeordnet sind. Jeder- Stab 61 ist mit seinem einen. Ende an länglichen Dichtungsglied 40 befestigt und erstreckt sich in einer Richtung senkrecht 3ur Längsachse des ersten länglichen Dichtungsgliedes 40, wie in den Fig. 2 , 4 und 5 dargestellt. Eine Vielzahl von paarweise im Abstand voneinander angeordneten Befestigungsbügeln

62, 63 ist vorgesehen, wobei ,jeder dieser Befestigungsbügel einem der Enden des Stabes 61 zugeordnet ist. Jeder erste Befestigungsbügel 62 ist am Wandungsabschnitt 14 befestigt und trägt das dem ersten länglichen Dichtungsglied 40 zunächst liegende Ende deo Stabes 61.

Der Stab 61 ruht in einem Führungsrohr 64, welches in einer Öffnung im Befestigungsbügel 62 angeordnet ist. Der zweite Be-

ersten länglichen Dichtungsglied 40 gegenüberliegend angeordnete Ende den Stabes 61 und weist ein in einer Öffnung angeordnetes Führungsrohr 65 zum Halten des Stabes 61 auf. Ein Kragen 65 ist zwischen den Befestigungsbügeln 62 und G'j> am Stab 61 befestigt

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und hält eine auf den Stab 61 geschobene Spiralfeder 67 zwischen sich und dem zweiten Befestigungsbügel 63· Ein Stopper 68 ist am Ende 69 des Stabes 61 befestigt, um ein Austreten des Stabes aus dem Befestigungsbügel 63 zu verhindern. Die Spiralfeder 67 übt auf das erste längliche Dichtungsglied 40 eine Kraft aus, unter deren Wirkung die Dichtung 40 in Anlage am zweiten länglichen Dichtungsglied 50 gehalten und somit die gasdichte Abdichtung aufrechterhalten wird.

In der bevorzugten Ausführungsform verhindert eine in den Pig. und 5 dargestellte flexible Barriere 80 das Entweichen von Gas zwischen den beweglichen Teilen der beweglichen Befestigungseinrichtung 60. Diese flexible Barriere kann aus einem wärmebeständigen Textilmaterial bestehen, wie dem von der Hitco Division der Armco Steel Corporation unter dein Handelsnaraen "Eefrasil" vertriebenen Material bestehen. Dieses Material ist dann zwischen zwei Abschnitten eines geeigneten Textilmaterial gehalten, welches in der Papierindustrie Verwendung findet und von der W.S. Tyler Company vertrieben wird. Die flexible Barriere 80 besitzt die Länge des ersten länglichen Dichtungsgliedes 40 und ist über seine Länge an einem Ende der Außenfläche 41 des V/andungsabschnittes 14 und mit dea anderen Ende an dem Metallgehäuse 43 des ersten länglichen Dichtungsgliedes 40 befestigt.

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Claims (13)

1. PATΞNTAMW;*.LTE A. GRÜNECKER
2. Dl PL-ING.
3. H. KINKELDEY
4. DR-UNO.
5. 2825904 W. STOCKMAIR
6. K. SCHUMANN
7. DR B£R fiAT OPU-PHYS
8. P. H. JAKOB
9. USS EBTGIHEEBS AND GONSUl¹SMITS, INC. gTbezold
10. 600 Grant Street, """""^"
11. Pittsburgh, Pennsylvania 15230 _{8 MÜNCHEN 22}
12. IJ. S » A MAXIMILIANSTRASSE 43
13. 13. Juni 19?8 P 12 873-63/ku

    Patentansprüche

    1. Haube für ein metallurgisches Gefäß mit zwei horizontal verschieblichen Wandungsabschnitten, die entlang einer im wesentlichen vertikalen Verbindungsstelle aneinander stoßen, sowie mit einer Dichtungseinrichtung zum Verhindern d-33 Austretens von Gas zwischen den sich in ihrer geschlossenen Stellung befindenden Wandungsabschnitten, wobei die Dichtuago^inrichtung erste und zweite längliche Dichtungsglieder an den Stoßkanten der beiden Wandungsabschnitte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtungsglieder (40, 50) an der Außenseite der jeweiligen Wandungsabschnitte (14, 13) befestigt sind, daß das erste Dichtungsglied (40 ) ein wärmebeständiges !compressibles Material (42) mit einer ebenen freiliegenden Dichtfläche (44) aufweist, welche hinter die Stofdkante (26) seines Wandungsabschnittes (14) zurückgezogen ist, daß das zweite Diehtungsglied (50) eine wärmebeständige Lippe (42) aufweist, welche über die Stoßkante (25) seines Wandungsabschnittes (13) vorsteht, und daß das erste Dichoungsglied eine bewegliche Halterung (50) auf"3ist, rnit cioron Hil.fo ::\ :· 1·::ο.'·:·..-?-.:γϊγ.· le Material (42) von der Verbindungssteile zv/ischen den Uondungsabscb-uitten weiter xveg bewegbar ist, wenn sich dia v/andungsabschnitte in ihrer geschlossenen Stellung befinden.

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    BAD ORIGINAL

    2. Haube nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß das erste Di chtungs glied (4-0) an seiner Wandung mit Hilfe von federbelasteten Stäben (61, 67) befestigt ist, welche das !compressible Material (4-2) gegen die Zunge (52) belasten.

    3· Haube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennz ei chn e t,daß eine flexible wärmebeständige Barriere (80) zwischen dem ersten Dxchtungsglxed (4-0) und dem dazugehörigen Wandabschnitt (14-) vorgesehen ist.

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