DE3120861A1 - Verfahren fuer die wiederzustellung von metallurgischen gefaessen - Google Patents

Description

• Verfahren für die Wiederzustellung
• von metallurgischen Gefässen Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Wiederzustellung von metallurgischen Gefässen, insbesondere im Bereich der Abstichlöcher von Stahlwerkskonvertern.
• Das seit langem bekannte Prinzip der Wiederzustellung von metallurgischen Gefässen besteht darin, dass bei ganz oder stellenweise zu dünn oder sehadhaft gewordenen feuerfesten Zu§tellungen die betroffenen Abschnitte ganz oder teilweise durch neues Peuerfest material, das in vorgefertigter Ausführung (beispielsweise als Steine von entsprechender Form) oder nicht vorgefertigt (beispielsweise als Granulat in Verbindung mit einem oder mehreren Bindemitteln mit Suspension in einer Flüssigkeit) eingesetzt werden kann, ersetzt werden; die so neuzugestellten Abschnitte werden sodann einer entsprechenden Brennbehandlung unterzogen; wenn es sich um ungebranntes Material handelt.
• Um die Haltbarkeit der neuen Zustellungsmaterialien zu verbessern und die Wiederzustellungsarbeiten bei hoher Temperatur im Innern des Behälters durchführen zu können, wurde bereits der Einsatz eines E;asförmifen Trägermediums vorgeschlagen, um die für die Instandsetzunßr verwendeten feuerfesten Materialien auf die zu reparierende Behälterwand zu schleudern; diese Materialien mit oder ohne Bindemittel werden sodann an der Auft,ragsstelle mittels geeigneter Vorrichtungen, beispielsweise mittels eines Schweiss- oder sonstigen Brenners, erhitzt, um unter günstigen Bedingungen die Aushärtung der neuzugestellten Abschnitte zu bewirken.
• In diesem Sinne wurden bereits verschiedene Vorrichtungen entwickelt-und eingesetzt,. um die aufgebrachten feuerfesten Materialien an Ort und Stelle zu erhitzen.
• So wird seitens der Anmelderin zu diesem Zweck ein verbesserter Brenner vorgesehen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er aus drei konzentrischen Rohren besteht, wobei das zwischen den beiden äusseren Rohren liegende Rohr am aus-triDtseitigen Ende der Vorrichtung geschlossen ist, und dass er desweiteren umfasst: - Mittel zur Umwälzung eines Kühlmediums, beispielsweise Wasser, zwischen den beiden äusseren Rohren; - Mittel zur Durchleitung eines stark oxydierenden Gases, vorzugsweise reinen Sauerstoffs, durch die Vorrichtung im Innern des innenliegenden Rohrs; und - Mittel zur Durchleitung eines vorzugsweisen gasförmigen Brennstoffs, ler in Suspension die feuerfesten Materialien in entsprechender Körnung enthält, durch die Vorrichtung über den zwischen den beiden inneren Rohren ausgebildeten Raum hinweg.
• Ein solcher Brenner kann wie in der Figur dargestellten und in der nachf olgenden Beschreibung erläu-tert ausgebildet sein. Das beigefügte Schema ist als nicht in einem einschränkenden Sinne zu betrachtendes Beispiel gedacht und nicht maßstäblich gezeichnet.
• Wie aus diesem Schema ersichtlich, umfasst die Vorrichtung drei konzentrische Rohre 1, 2, 3, wobei die beiden äusseren Rohre 1 und 2 zur Kühlung der Vorrichtung dienen. Diese KühLung wird bewirkt durch ein entsprechende, Medium, das über den Rohrzwischenraum 1-2 iiber Hilfsleitungen (LC), welche das Medium über ihre an der Austrittsseite der Vorrichtung liegende Enden 5 liefern, zugeführt wird.
• Der Rohrzwischenraum 2-3 dient derBührung eines Brenngases, das in Suspension die feuerfesten Materialien entsprechender Körnung für die Neuzustellung der zu reparierenden Wand enthalt. Dieser Raum wird durch entsprechend angeordnete Abstandsstücke 6 konstant gehalten.
• Das zentrale Rohr 3 dient der Führung von Sauerstoff; die einer verstärkten Reibung ausSesetzten Abschnitte, beispielsweise die Bereiche 7, sind in grösserer Dicke und aus einem abriebfesten Material, zum Beispiel Manganstahl, ausgeführt. Die austrittseitigen Enden der Vorrichtung bestehen aus Einsatzstücken 8 (aus Kupfer) 1 den Kühlitanal sowie 9 und 10 für die beiden innenliegenden Rohre.
• Aussen sind die Rohre zweckmässigerweise versehen oder hergestellt mit Hülsen oder Muffen aus einem stark wärmeableitenden Material, beispielsweise Kupfer, wobei diese Hülsen oder Muffen auswechselbar sein können.
• Ausserdem die Innenflächen der innenliegenden Rohre hergestellt aus bzw. versehen mit Einsätzen aus einem besonders abriebfesten Material, beispielsweise Edelstahl, Hartguss oder oberflächengehärtetem Guss, Legierungen mit entsprechenden Elementen wie Cr, Mo, W, Ni, V, Mn, W-Karbiden, Metall-Keramik-Werkstoffen, Sinterteilen etc. Das Ende des Innenrohrs kann mit einem Ablenker versehen sein, der fest und spiralförmi, ausgebildet ist, Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das unter Einsatz von Brennern der vorbeschriebenen Art unter hervorragenden Bedingungen eine Wiederzustellung der Abstichlöcher von Stahlwerkskonvertern ermöglicht.
• Wenngleich die vorliegende Beschreibung und die Ansprüche auf die Verwendung dieser Brenner zur Wiederzustellung von Konverter-Abstichlöchern gerichtet sind, versteht es sich dennoch, dass im Rahmen dieser.Erflndung die Brenner auch für die Neuzustellunt, von Wänden gleich welcher Art eines metallurgischen Behälters eingesetzt werden können.
• Bekanntlich sind Stahlwerkskonverter bzw. ihre i@nere feuerfeste Zustellung, und insbesondere ihre feuerfeste Zustellung um das Abstichloch herum, einer fortschreitenden Abnutzung im Zuge ihres Einsatzes unterworfen.
• Im Abstichlochbereich ergibt sich an der Nonverterinnenseite und im eigentlichen Durchgang ein unterschiedliches Verschleissbild: Während sich der Verschleiss an der Innenseite in der Form einer ausgeprägten Auswaschung des Einlaufs dec Abstichöffnung (was einen der Metallqualität abträglichen Schlackenüberriss bewirkt) darstellt, ergibt sich für den Durchgang eine Querschnittsvergrösserung und damit eine Veränderung des geradlinigen Profils. Ausserdem wurde festgestellt, dass sich im Zuge der üblichen aufeinanderfolgenden Wiederzustellungen durch asymmetrisches Aufbringen von Feuerfestmaterialien eine fortschreitende Verlagerung dieses Durchgangs zur Oberseite des konverters bis zum; äusseren metalli.schen Blechmantel eirlstellte. Hinzu kommt de Schwierigkeit, diesen Teil der feuerfesten Zustellung des konveerters an der jeweils richtigen Stelle und mit dem jeweils richtigen Profil nachzumauern.
• Mittels des erfindungsgemässen Verfahrens lassen sich diese Nachteile schnell, präzise und wirksam ausschalten.
• Im Rahmen dieses Verfahrens gelangen ein oder zwei Brenner der vorbeschriebenen Art zum Einsatz, wobei jeder Brenne je nach Einsatzfall an seiner Austrittseite ein stark gekrümmtes Ende von 900 oder ein leicht gekrümmtes Ende von beispielsweise 150 bis 300 aufweisen kann.
• Erfindungsgemäss ist der bzw. jeder Brenner auf einer Tragkonstruktion angeordnet, welche eine Positionierung und Einstellung des Brenners genau auf die wiederzuzustellende Abstichöffnung ermöglicht, wobei der Konverter selbst sich in einer entsprechenden Kippstellung, in welcher das Abstichloch vorzugsweise horizontal liegt, befindet. In dieses Loch wird zumindest einer der beiden erwähnten Brenner eingesetzt, und zwar der Brenner mit der grösseren Krümmung als erster (wenn zwei Brenner benutzt werden) bis auf die entsprechende Tiefe, uni ien ausgewaschenen Teil an der Einlaufmündung des Abstichlochs instandzusetzen; dieser erste Brenner wird gegebenen-Talls zurückgezogen, wonach der weniger gekrümmte Brenner seinersei.ts in das Abstichloch bis auf die jeweils erforderliche Tiefe, beispielsweise bis 7um Ende des Lochs, eingebracht wird, um von der ersten Wiederzustellung ausgehend eine progressive Neuzustellung, beispielsweise von der Innenseite des Konverters nach aussen, vorzunehmen.
• Da beide Brenner in gleicher Weise um ihre Längsachse drehbar sind, und dies selbst im Zuge der Zustellungsarbeiten, ist eine radial unterschiedliche Wiederzustellung möglich, die den in der feuerfesten Auskleidung des Abstichlochs festgestellten örtlich unterschiedlichen Abnutzungen Rechnung trägt.
• Die Wiederzustellung lässt sich durchführen durch Aufspritzen der Reparaturmassen, wobei sich der Brenner einmal um seine Achse dreht und zum anderen in Längsrichtung verschiebt (gegebenenfalls in Form einer Hin- und Herbewegung) und beido Bewegungen entsprechend kombiniert sein können.
• Wird nur ein Brenner eingesetzt, so ist es ebenfalls zweckmässig, den Brenner mit der geringen austrittseitigen Neigung auf seine Achse (beispielsweise 150 bis 30°) zu wählen, den Konverter in eine solche Lage zu bringen, dass sein Abstichloch zum Konverterinneren hin geneigt ist, und sodann die Wiederzustellung des. Lochs von der Aussenseite des Konverters ausgehend vorzunehmen. Diese Alternative ist besonders in solchen Fällen interessant, wo der Lochverschleiss hauptsächlich im Durchgang ringe si.ede].t ist.
• In einer ersten Ausführungsform erfolgt die Einbringung des Brenners in das Loch von aussen nach innen unter ständiger Drehung um seine Achse. jr5 konnte ïesC-gestellL werden, dass im Wege dieser Verfahrensweise eine feuerfeste Masse auf einfachere Weise auf eine Wand aufgebracht werden kann, die noch ausreichend warm ist und keine Zeit hatte, aus welchen Gründen auch immer abzukühlen.
• Nach einer zweiten vor-teilhaften Ausführungsform wird der einzelne Brenner praktisch ausserhalb des Konverters gegenüber und nahe der Mündung seines weitgehendst horizontalen oder nach innen geneigten Abstichlochs gehalten und erfolgt das Auf Spritzen der feue-pteuten Reparaturmasse auf die zu reparierende Wand unter dem Druck des Brenngases bzw. des verbrennenden ües, so dass die gespritzte warme Feuerfestmasse progressiv die Wand des Abstichlochs über dessen volle Länge von der Aussenseite des Konverters nach innen unter Einwirkung dieses Drucks erreichen kann, wobei der Brenner vorzugsweise um seine eigene Achse dreht. Hierbei dürften eine Geschwindigkeit der brennenden Gase zwischen 5 und 40 m/s und ein Gehalt an Feuerfeststoffen zwischen 3 und 6 kg/Nm3 angebracht sein (diese Angaben dienen lediglich als Beispiel und stellen keinerlei Einschränkung dar).
• Diese Ausführu,ngsform bietet offensiciitlicti£ botriebliche Vorteile und ermöglicht eine praktisch genauso wirksame Wiederzustellung des Abstichloche, wie sie durch andere Abwandlungen durchführbar ist.
• Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser zweiten.
• Ausführungsform wird der Druck des des Brenngases im Zuge der Zustellarbeiten so verändert, dasC die aufCespritzte feuerfeste Masse mit grösster Genauigkeit an die eine oder andere Stelle des instandzusetzenden Durchgang gelangt, in den die Wiederzustellung gezielt und kontrolliert fortschreitend erfolgt.
• L e e r s e i t e

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren für die Wiederzustellung des Abstichlochs metallurgischer Gefässe, insbesondere von Stahlwerkskonvertern, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss durch Kippen in eine für die Zustellung geeignete Lage gebracht und im Bereich der abgenutzten Stelle oder Stellen des Abstichlochs durch einen zentralen Strahl eines starr oxydierenden Gases, vorzugsweise reinen SauerstoffE., und durch einen hierzu konzentrischen Strahl gasJörmigen Brennstoffs, der in Suspension feuerfeste Stoffe von für die Zustellung geeigneter Körnung enthält, beaufschlagt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale und der konzentrische Strahl unter einem Winkel zur Achse des Abstichlochs stehen und entlang dieser Achse einem Vorschub unterliegen, wobei sie vorzugsweise um diese Achse herum kreisend geführ-t werden.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekeinzeichnet, dass die abgenutzte Stelle des Abstichlocl mit Hilfe wenigstens eines Brenners zugestellt wird, der aus drei konzentrischen Rohren besteht, wobei das zwischen den beiden äusseren Rohren liegende Rohr am austrittsseitigen Ende der Vorrichtung geschlossen ist und außer-.

   dem umfaßt: - Mittel zur Umwälzung eines KühlmedLUms, beiepielsweise von Wasser, zwischen den beiden äusseren Rohren; - Mittel zur Durchleitung eines stark oxydierenden Gases, vorzugsweise reinen Sauerstc>ffs, durch die Vorrichtung im Innern des innenliegenden Rohrs; und - Mittel zur Durchleitung eines vorzugsweise gasförmigen Brennstoffs, der in Suspension die feuerfesten Stoffe von entsprechender Körnung enthält, durch die Vorrichtung über den zwischen den beiden inneren Rohren ausgebildeten Raum hinweg.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in das Abstichloch zunächst von der Aussenseite des Konverters aus ein ester Brenner der vorbeschriebenen Art eingesetzt wird, dessen austrittsseitiges Ende zur Brennerlängsachse unter einem großen Winkel, vorzugsweise etwa SO0C, gekrümmt ist, wobei diese Einführung soweit erfolgt, bis die auslaßseitige Mündung des Brenners praktisch gegenüber dem ausgewaeschenden Teil der Einmündung des Absichslochs liegt; dass in diesem Augenblick die Wiederzustellung der Wand dieses Mündungsabschnitts mit Hilfe des Brenners bewirkt wird; dass nach erfolgtem Rückzug de.s ersten Brenners aus dem Abstichloch ein zweiter Brenner der vorbeschriebenen Art, dessen Kopf jedoch auf die Brennerlängsachse mit einem Winkel von weniger als SO0C, vorzugsweise zwi schen 10°und 300, geneigt ist, eingeführt wird, wobei diese Einführung soweit erfolgt, bis der Brennerkopf de instandzusetzenden Teil der Absichlo-hwand gegenüberliegt; und dass nunmehr die Wiederzustellung, ausgehend von dem bereits instandgesetzten Abschnitt auf der Einmündungsseite des Abstichlochs fortgesetzt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4', dadurch gekennzeichnet, dass es mit nur einem der beiden Brenner ausgeführt wird.
6. 6. Verfahren ndch den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zuinindest einer der beiden Brenner und vorzugsweise @eide Brenneraggregate während der Wiederzuste. .lungsarbeiten in Drehung um ihre Längsachse gehalten werdn.
7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, ciass es unter Einsatz nur eines und vorzugsweise desjenigen Brenners ausgeführt wird, dessen aus trittsseitiges Ende leicht zur Brennerachse geneigt ist; wobei der Konverter in eine Lage gebracht wird, in we] -cher sein A@stichloch zum Konverterinnern geneigt ist, und das Abs-:ichloch von dessen Aussenseite! zugestellt wird.
8. 8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekeiinzeichnet, dass die Einführung des Brenners in das Abstichloch von auss nach innen unter Drehung um seine Achse erfolgt.
9. 9. Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Brenner praktisch ausserhalb des Konverters gegenüber uiid nahe der Mündung seines weitgehendst ]loiizontalen oder nach innen geneigten Abstichlochs gehalten wird und das Aufspritzen der feuerfesten Reparaturmas@@ auf die zu reparierende Wand unter dem Druck des Brenngases erfolgt, sO dass die gespritzte warme Feuerfestmasse progressiv die Wand des Abstichlochs über dessen volle Länge von der Aussenseite des Konverters nach innen unter Einwirkung dieses Drucks erreichen kann, wobei der Brenner vorzugsweise um seine eigene Achse dreht.
10. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, ddss die Brenngase mit einer Geschwindigkeit zwischen 5 und 40 m/s aus dem Brenner austreten.
11. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Brenngases an feuerfeSten Stoffen zwischen 3 und 6 kg/Nm3 beträgt.
12. 12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Brenngases im Zuge der Zustellarbeiten so verändert wird, dass die aufgespritzte feuerfeste Masse mit grösster Genauigkeit an die eine oder andere Stelle des instandzusetzenden Durchgangs gelangt bzw. die Wiederzustellung gezielt und kontrolliert fortschreitend durchgeführt werden kann.