DE3330237C2

DE3330237C2 - Metallurgisches Reaktionsgefäß, insbesondere Stahlwerkskonverter

Info

Publication number: DE3330237C2
Application number: DE3330237A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 4100 Duisburg Köper; Karlheinz 4330 Mühlheim Langlitz; Günter 4100 Duisburg Schmitz
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1983-08-22
Filing date: 1983-08-22
Publication date: 1985-07-04
Also published as: DE3330237A1; JPS6059010A; ZA846486B

Description

ßen nach innen ansteigen zu lassen. Dieses Prinzip entspricht den natürlichen Temperaturverhältnissen.

Nach einer Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Radialbereich des Stirnringes ein äußerer Kühlring vorgesehen ist, der bezogen auf die Gefäßmittelachse mittels axialen, äußeren Distanzstücken und zusammen mit dem Stirnring einen stirnseitigen Abstandsraum bildet, in dem Kühlrohre angeordnet sind und daß ein ein- oder mehrteiliger, austauschbarer innerer Mündungsring über zusätzliche axiale, innere Distanzstücke mit dem Stirnring verbunden ist. Dieser Vorschlag enthält prinzipiell die Zweiteilung des Mündungsringes, wobei der Mündungsring, meist aus Hämatit-Werkstoff bestehend, ungekühlt ist, währenddem der Kühlring zwangsgekühlt wird und somit dem Festhaften von Schlackenbären durch die unmittelbare Kühlung entgegenwirkt, währenddem der austauschbare Mündungsring innen liegt und in seiner Ausführung als Hämatitnng bzw. Hämatitring-Segmente aus natürlichen Gründen weniger zum Festhaften von Schlacketeüchen neigt. Der äußere Kühlring vermindert dahe· den Verwerfungseinfluß des gesamten Mündungsbereiches und fördert gleichzeitig ein Lösen der evtl. auf Dichtungsflächen für eine Gasabzugshaube sich niederschlagende Schlacke- bzw. Metallteilchen aus dem Inneren des Reaktionsgefäßes. Insbesondere im Bereich des äußeren Kühlringes ist daher eine von Schlacketeüchen freie Abdichtungsfläche für die Gasabzugshaube sowie eine mechanisch widerstandfähige Oberfläche beim Ablösen der sog. Mündungsbären gewährleistet.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß über dem äußeren Kühlring gleichzeitig ein äußerer Mündungsring angeordnet ist. Diese Lösung steht im Zusammenhang damit, den inneren Mündungsring und den äußeren Mündungsring gleichzeitig austauschbar zu gestalten, ohne die Kühlrohre mit auswechseln zu müssen.

Ein Auswechseln der Kühlrohre wird allerdings nach einem weite.en Vorschlag dadurch vereinfacht, indem die Kühlrohre an dem äußeren Kühlring befestigt sind.

Die vom Kühlmittel, meist Wasser, berührte Fläche kann dadurch optimal gestaltet werden, daß die Kühlrohre als Halbprofilrohre ausgeführt sind.

Eine Vergrößerung des kühlmittelführenden Querschnittes W rd allerdings dadurch er. eicht, daß in dem äußeren Kühlring einseitig offene Kühlkanäle mit einer Abdeckung vorgesehen sind. Die die Kühlkanal·; begrenzenden Wandflächen, die den äußeren Kühlring unmittelbar kühlen, werden dadurch erheblich vergrößert.

Nach einem weiteren Vorschlag ist vorgesehen, daß die Abdeckung aus einem Halbprofilrohr besteht. Diese Lösung erhöht den Querschnitt des Kühlkanals, so daß pro Zeiteinheit mehr Kühlmittel hindurchgeführt werden kann.

Über den Umfang des Mündungsschutzes betrachtet. ist eine weitgehende Vereinfachung der Kühlmittelzub/w. Kühlmittelabführung anzustreben Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß der äußere Kühlring mit dem äußeren Mündungsring über den Umfang mehrteilig ausgeführt ist und daß zwischen den Teilen eine Kühl- eo rohrverbindung vorgesehen ist. Die Kühlrohrverbindung überbrückt zwischen je zwei Mündungsringteilen ohne großen Aufwand die Trennungswand zwischen zwei benachbarten*/Iündungsringsegmenten.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht 6.) darin, daß der äußere KÄhlring bzw. der äußere Mündungsring mit einem Ausschnitt im Bereich des Schlakkenabgusses versehen ist und daß in dem Ausschnitt ein austauschbares Verschleißtstück befestigt is·. Um ehe Gefährdung der Kühlmittelkanäle zu vermeiden wird daher an der Stelle des Ausschnittes im Bereich der höchstgefährdeten Zone generell auf eine Zwangskühlung verzichtet

Die Stabilität der Bauweise des Mündungsschutzes wird dadurch verstärkt, daß der ein- oder mehrteilige innere Mündungsring in eine Ausnehmung des äußeren Mündungsringes ragt. Mit der Befestigung des inneren Mündungsringes wird daher gleichzeitig der äußere Mündungsring mit dem Stirnring der Gefäßwandung verspannt.

In einer nicht mehr erheblich gefährdeten Zone des äußeren Kühlringes ist weiterhin vorgesehen, daß der äußere Mündungsring eine Auflagefläche für eine dichtend anschließbare Gasabzugshaube aufweist. Dieser zwangsgekühlte Teil des Mündungsschutzes kann von den erläuterten Verwerfungseinflüssen freigehalten werden, so daß eine formgetreue DivMungsfiäche über sine größere Zeit der Qfenreise des ;³.eaktionsgefäßes erhalten werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. ι einen Querschnitt durch den Mündungsschutz eines Stahlwerkskonverters, der auch als Kohlevergasungskonverter gefahren werden kann,

F i g. 2 die Gesamtansicht des Stahlwerkskonverters im Aufriß zusammen mit der an die Mündung ansetzbaren Gasabzugshaube,

Fig.3 einen senkrechten Schnitt durch das austauschbare Verschieißstück gemäß der Schnittangabe III-IIIinFig.4,

F i g. 4 eine Draufsicht auf das Reaktionsgefäß gemäß den F i g. 1,2 und 3 in verkleinertem Maßstab,

F i g. 5 einen senkrechten Querschnitt des Mündungsbereiches als Ausschnitt in alternativer Ausfühnjngsform gegenüber F i g. 1 und

F i g. 6 eine Draufsicht auf das Reaktionsgefäß gemäß Fig 5 in verkleinertem Maßstab.

Das Reaktionsgefäß 1 stellt z. B. einen Stahlwerkskonverter oder einen Kohlevergasungskonverter dar. Diesbezügliche Unterschiede der Reaktionsgefäßauskleidung bzw. -ausmauerung werden noch erläutert. Der Mündungsschutz besitzt als Basis einen am Gefäßmantel 2 senkrecht zur Gefäßmittellängsachse 3 angeschweißten Stirnring 4, an dem die erforderlichen Elemente für das Kühlkanalsytem und für die Befestigung angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist der Mündungsschutz in einen ungekühlten, inneren Teil und in einen zwangsgekühlten äußeren Teil aufgegliedert.

Innerhalb des Radialbereiches 5, der durch die Ringbreite des Stirnrings 4 bestimmt wird, erstreckt sich der äußere Kühlring 6. cW parallel zur Richtung der GefäC-mittellängsachse 3 mittels axialen äußere.i Distanzstükken Ta und Tb im Abstand /um Stirnring 4 gehalten wird. Die Distanzstücke Ta und Tb sind über den Umfang verteilt mehr,ach jeweils paarweise vorhanden. Durch diese Distanzstücke Ta und Tb ergibt sich ein entsprechender Abstandsraum 8, der nach außen hin zwischen zwei auf dem Umfang zueinander benachbarten Distanzstücken Ta offen und nach innen durch die Ausmauerung 9 verschlossen ist. Innerhalb des Abstandsraumes 8 sind ii;e Kühlrohre 10 verlegt, die zumindest einen Kühlmittelzulauf U und einen Kühlmittelablauf 12 aufweisen (Fig.4). Auf dem Stirnring 4 lagern ferner ebenfalls über den Umfang verteilte, zusätzliche, axial angeordnete, innere Distanzstücke 13, auf

denen sich der ein- oder mehrteilige austauschbare innere Mündungsring 14 aufstützt. Dieser Mündungsring 14 ist aus Hämatitgußstahl oder aus Stahl gefertigt. Der innere Mündungsring 14 ragt mit seinem äußeren Umfang in die Ausnehmung 15 des äußeren Kühlringes 6 (Fig. 1) bzw. des äußeren Mündungsringes Sa (Fig.5). Der innere Mündungsring 14 ist mittels Kopfschrauben 16 mit dem Stirnring 4 fest verbunden und spannt den äußeren Kühlring 6 bzw. den äußeren Mündungsring Sa über die Ausnehmung 15 auf der einen Seite fest ein. Auf der gegenüberliegenden Seite spannen die Kopfschrauben 17 den Kühlring 6 bzw. den äußeren Mündungsring 6a ebenfalls fest mit dem überstehenden Stirnring 4 zusammen. Die Muttern 17a sind durch die öffnung 18 zugänglich und die Muttern 16a befinden sich geschützt durch die Ausmauerung 9 eingehüllt.

Die Ausmauerung 9 verläuft im gezeichneten Ausführungsbeispiel bis an den äußeren Rand der Stirnseite des gesamten Mundungsschutzes. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß der austauschbare innere Mündungsring 14 zusammen mit der Ausmauerung 9 einen seitlichen Schutz wall für den äußeren K ühlringödarstellt, wobei die Kühlwirkung des Kühlringes 6 jedoch auch einem Abbrennen des äußeren Umfanges des inneren Mündungsringes 14 entgegenwirkt, so daß im allgemeinen nur der innerste Bereichdes Mündungsringes 14zerstört wird.

Der äußere Kühlring 6 bzw. der äußere Mündungsring 6a bilden eine Auflagefläche 19, die vorteilhafterweise aus einem nach außen abfallenden Konus besteht, auf die sich die Gas._: bzugshaube 20 stützt (F i g. 2).

In neuerer Zeit werden Stahlwerkskonverter an dem Gefäßhut 21 mit der sog. Hutkühlung 22 versehen, die aus einer Vielzahl von kühlmittelführenden Rohren 23 besteht. Die Kühlmittelversorgung des Mündungsschutzes kann grundsätzlich an die Kühlmittelversor- gung der Hutkühlung 22 angeschlossen sein, wobei das rCühirnitiei im aiigeneinen bei Stahiwerkskonvertern durch die Kippzapfen zu- bzw. abgeführt wird. Eine andere (dargestellte) Kühlmittelversorgung erfolgt über den Kühlmittelzulauf 11 und den Kühlmittelablauf 12.

Die Kühlrohre 10 sind aus Halbprofilrohren 10a gebildet. Der Rohrquerschnitt ist hierbei halbseitig aus einseitig offene Kühlkanälen Sb gebildet, auf die die Halbprofilrohre 10a dicht aufgeschweißt werden. Die eine Abdeckung 24 bildenden Halbprofilrohre 10a können demgemäß auch anders als gezeichnet geformt sein (Fig. 1 und 5). Der Verlauf der Kühlrohre 10 ist in F1 g. 4 erkennbar. Bei mehrteiliger Ausführung des äußeren Kuhlringes 6 werden die Kühlrohre 10 an der Stoßstelle der Kühlringsegmente 6c, 6djeweils mit einer Kühlrohrverbindung 25 gekoppelt.

Der äußere Kühlring 6 bzw. der äußere Mündungsring 6a sind im Bereich 26 des Schlackenabgusses (senkrecht zur Kippachse la verlaufend) mit einem Abschnitt

27 versehen, in den ein austauschbares Verschleißstück

28 mitteis Schrauben 23 auf dem Stirnring 4 befestigt ist (F ig.4 und6).

Für den Fall, daß das Reaktionsgefäß 1 als Kohlevergasungskonverter verwendet wird, ist zumindest im oberen Bereich des Reaktionsgefäßes 1 eine Rohrwand- eo kühlung 30 anstelle der Ausmauerung 9 vorgesehen. Die entsprechenden Kühlrohre 31 können ebenfalls als Halbprofilrohre ausgeführt sein.

In F1 g. 2 ist noch die Abstichöffnung 32 für das flüssige, abzustechende rvietaii. wie z. B. Rohstahl, erkennbar.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Metallurgisches Reaktionsgefäß, insbesondere Stahlwerkskonverter, mit einem an ein Kühlkanalsystem angeschlossenen innengekühlten Mündungsschutz, der einen an dem Gefäßmantel befestigten, senkrecht zur Gefäßmittellängsachse verlaufenden Sürnring für die Befestigung eines ein- oder mehrteiligen, austauschbaren Mündungsringes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsschutz in einen ungekühlten, radial inneren Mündungsring (14) und einen zwangsgekühlten, radial äußeren Kühlring (6) aufgegliedert ist.

2. Metallurgisches Reaktionsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Radialbereich (5) des Stirnringes (4) ein äußerer Kühlring (6) vorgesehen ist, der bezogen auf die Gefäßmittellängsachs? (3) mittels axialen, äußeren Distanzstükken (7a und 7 b) und zusammen mit dem Stirnring (4) einen stirnseitigen Abstandsraum (8) bildet, in dem Kühlrohre (10) angeordnet sind und daß ein ein- oder mehrteiliger, austauschbarer innerer Mündungsring (14) über zusätzliche axiale, innere Distanzstücke (13) mit dem Stirnring (4) verbunden ist.

3. Metallurgisches Reaktionsgefäß nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem äußeren Kühlring (6) gleichzeitig ein äußerer Mündungsring (6a)angeordnet ist.

4. Metallurgisches Reaktionsgefäß nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (10) an dem äußeren Kühlring (6) befestigt sind.

5. Metallurgisches Reaktionsgefäß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (10) als Halbprofilrohre (lOa^ausgeführt sind.

6. Metallurgisches Reaktionsgefäß nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren Kühlring (6) einseitig offene Kühlkanäle (6b) mit einer Abdeckung

(24) vorgesehen sind.

7. Metallurgisches Reaktionsgefäß nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Abdekkung (24) aus einem Halbprofilrohr (10a) besteht.

8. Metallurgisches Reaktionsgefäß nach den Ansprüchen I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kühlring (6) mit dem äußeren Mündungsring (6a) über den Umfang mehr'eilig ausgeführt ist und daß zwischen den Teilen eine Kühlrohrverbindung

(25) vorgesehen ist.

9. Metallurgisches Reaktionsgefäß nach den Ansprüchen 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß der süßere Kühlring (6) bzw. der äußere Mündungsring (6a) mit einem Abschnitt (27) im Bereich (26) des Schlackenabgusses versehen ist und daß in dem Ausschnitt (27) ein austauschbares Verschleißstück (28) befestigt ist

10. Metallurgisches Reaktionsgefäß nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der ein- oder mehrteilige innere Mündungsring (14) in eine Ausnehmung (15) des äußeren Kühlrings (6) bzw. des äußeren Mündungsringes (6a)ragt.

11. Metallurgisches Reaktionsgefäß nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mündungsring (6.-^ bzw. der äußere Kühlring (6) eine Auflagefläche (19) für eine dichtend an

schließbare Gasabzugshaube (2a) aufweist.

Die Erfindung betrifft ein metallurgisches Reaktionsgefäß, insbesondere Stahlwerkskonverter, mit einem an ein Kühlkanalsystem angeschlossenen innengekühlten Mündungsschutz, der einen an dem Gefäßmamel befestigten, senkrecht zur Gefäßmittellängsachse verlaufenden Stirnring für die Befestigung eines ein- oder mehrteiligen, austauschbaren Mündungsringes aufweist.

Ein derartiger Mündungsschutz ist im allgemeinen mit Wasser zwangsgekühlt und unterliegt einer mechanisch hohen Beanspruchung beim Beseitigen der sogenannten Schlackenbären, die während der Stahlerzeugung durch im Abgas mitgeführte Schlackespritze'· bzw. Metallteilchen gebildet werden.

Die Beseitigung der Schlackenbären gestaltet sich sehr gefährlich, wenn das Kühlmittel nur durch die Dikke der Wandung des Mündungsringes von dem Schiakkenbären getrennt ist (DE-AS 13 02 880). Die Gefahr eines Durchbruches der Müdnungsring-Wandung ist hier beträchtlich.

Eine andere bekannte Lösung, die dem Vorteil der mechanisch hoch beanspruchbaren Ringsegmente dient und dem Nachteil de. durch mechanische Beanspruchung gefährdeten kühlwasserdurchflossenen Ringe nicht ausgesetzt ist.siehtvor.daßein mittelbar mit demGefäßmantel verbundene·-, die Ringsegmente tragender Stützring mit Vollquerschnitt verwendet wird, daß ein mit dem Stützring verbundener, ebenfalls Vollquerschnitt aufweisender Ringschild einen um den Gefäßmantel verlaufenden Ringraum bildet, innerhalb dessen mehrere kühl wasserdurchflossene Rohre angeordnet sind.die fest mit dem Ringschild verbunden, hingegen in bezug auf den Gefäßmantel ohne eine Befestigung sind, und daß der Stüizring neben der Verbindungsstelle am Ringschild einen nach außen überstehenden Rand a'.ifweis,, η dem von außen zugänglichen Befestigungsmittel für die Rinpsegmente angeordnetsind(DE-AS25 34 331).

Dieser Vorschlag wird durch den Ringschild geprägt, der einen zusätzlichen Schutz zum konischen Teil eines Stahlwerkskonverters darstellt. An diesem Ringschild wird außerdem 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 " ingsegmente die kühlwasserführenden Rohre beschädigt werden könnten.

Dem aufgezeigten Stand der Technik gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weitgehend von Verwerfungseinflüssen freie Mündungs-Stirnfläche zu schaffen, die nicht mehr mittelbar sondern unmittel bar gekühlt wird, so daß u.a. auch eine Abgashaube dichtend auf das Reaktionsgefäß gesetzt werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß der Mündungsschutz in einen ungekühlten. radial äußeren Kühlring aufgegliedert ist. Nach neueren Erkenntnissen ist die Kühlung des radial inneren Mündungsringes zu gefährlich. Andererseits gestattet die Trennung in einen inneren und äußeren Ring den Austausch verschlissener innerer Mündungsringe, währenddem der zwangsgekühlte äußere Mündungsring nicht ausgetauscht zu werden braucht und gleichzeitig eine sauber zu haltende Auflagefläche für eine Gasabzugshaube hergibt. Die Erfindung verfolgt damit das Prinzip, die Temperatur des Mündungsschutzes radial von au-