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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für
jeden Verfahrensabschnitt eines Prozesses und für über und/oder unter dem Reaktionsgefäß
angeordnete Betriebseinrichtungen das Reaktionsgefäß mit seinem jeweiligen, der
jeweiligen Betriebseinrichtung entsprechenden Funktionsteil um eine vertikale Achse
derart dreheinstellbar ist, daß die jeweilige Betriebseinrichtung dem entsprechenden
Funktionsteil des Reaktionsgefäßes gegenübersteht und daß das Reaktionsgefäß mit
einer Absticheinrichtung für Schlacke
und Metallschmelze versehen
ist. Die Vorteile dieser Lösung sind einfacher zu konstruierende Betriebseinrichtungen,
die in großer Nähe zum Reaktionsgefäß angeordnet werden können, so z. B. Abgasrohr,
Chargiereinrichtung, Meßlanze, Blaslanze und Bodenabsticheinrichtungen. Die schweren
Kippantriebe entfallen völlig, so daß auch die für Kippantriebe erforderlichen Sicherheitseinrichtungen
entfallen können.
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In Weiterbildung der Erfindung wird für das metallurgische Reaktionsgefäß
vorgeschlagen, daß die Drehachse außerhalb der Mittellängsachse des Reaktionsgefäßes
angeordnet ist. Der Vorteil besteht darin, daß umliegende Betriebseinrichtungen
auf den Umfang des Reaktionsgefäßes verteilt werden können, so daß ein großzügiger
Konstruktionsraum entsteht.
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Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß das Reaktionsgefäß
mit einem abnehmbaren Deckel versehen ist, der zumindest Öffnungen für Chargiergut
bzw. Rauchgase und darüber hinaus für eine Blaslanze, eine Meßlanze und für Zuschlagstoffe
aufweist. Diese Gliederung des Gefäßaufbaus erleichtert das Ausbrechen und Neuzustellen
des Gefäßes, wobei der Deckel nicht selbst ausgemauert sein muß, um Betriebskosten
für Feuerfestmaterial zu sparen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zumindest ein
Auswechsel-Deckel vorgesehen ist, an dem zusätzliche Einrichtungen, wie z. B. ein
oder mehrere Aufheizbrenner vorgesehen sind. Die Auswechselbarkeit der Deckel erhöht
die Zahl der anwendbaren Betriebseinrichtungen und eröffnet für die Erfindung beliebige
Verfahrensabläufe mit beliebigen Betriebseinrichtungen.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Öffnung für
Chargiergut bzw. Rauchgase jeweils mit Abstand zur Drehachse angeordnet ist. Die
Öffnung befindet sich entweder in Chargierstellung oder in Gasabzugsstellung. Hierbei
ruht das Reaktionsgefäß stets auf einer horizontalen Unterstützungsfläche und bedarf
daher nur eines geringen Antriebes.
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Eine Verbesserung der Erfindung besteht ferner darin, daß die Öffnung
für Chargiergut und/oder Rauchgase mittels stutzenförmiger Anschlußrohre gebildet
ist.
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Wegen der hohen Wärmebelastung können diese Rohre daher leicht repariert
werden.
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Die Reparatur kann auch derart erfolgen, daß nach weiteren Erfindungsmerkmalen
die stutzenförmigen Anschlußrohre austauschbar sind.
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Nach weiteren vorteilhaften Merkmalen wird vorgeschlagen, daß das
Reaktionsgefäß seinen größten Innen-bzw. Außendurchmesser an der Oberseite aufweist.
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Vorteil davon ist die Schaffung von Konstruktionsraum für die angestrebte
hohe Zahl von Betriebseinrichtungen, die je nach Besonderheiten eines Prozesses
benötigt werden.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Reaktionsgefäß
eine Grundform ähnlich einem auf der Spitze stehenden Kegelstumpf aufweist. Der
Vorteil besteht in der leichten Zugänglichkeit beim Ausbrechen bzw. Neuzustellen
des Reaktionsgefäßes, wobei der Boden selbstverständlich in bekannter Art auch abnehmbar
sein kann.
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Die verschiedenen Drehstellungen des Reaktionsgefäßes werden nunmehr
dadurch erreicht, daß das Reaktionsgefäß auf einer es umgebenden horizontalen Kreisringbahn
drehgelagert ist. Diese Maßnahme erlaubt eine minimale Antriebsleistung des Drehantriebs,
der lediglich die Reibung bei entsprechendem Gewicht des Reaktionsgefäßes nebst
Inhalt zu überwinden hat.
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Nach weiteren vorteilhaften Merkmalen ist das Reaktionsgefäß im Bereich
der Kreisringbahn mittels eines Pratzenringes auf einem auf der Kreisringbahn aufgestützten
Tragring auswechselbar gelagert. Diese Maßnahme erhöht die Verfügbarkeit der Gesamtanlage,
in der das Reaktionsgefäß Bestandteil ist.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß der Schwerpunkt des Reaktionsgefäßes
etwa in Höhe oder unterhalb der Kreisringbahn angeordnet ist. Diese Maßnahme begründet
eine hohe Standsicherheit, so daß aufwendige Sicherheitsmaßnahmen wie bei Kippgefäßen
völlig entfallen können. Das erfindungsgemäße Reaktionsgefäß ist daher durch einen
hohen Sicherheitsgrad gekennzeichnet.
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Schließlich wird vorgeschlagen, daß bei Verwendung einer Bodenabstichvorrichtung
um den Abstichstrahl eine luftabschließende Vorrichtung angeordnet ist. Diese Maßnahme
dient der Vermeidung von Sauerstoffaufnahme während des Abstechens und gestattet
ebenfalls die nähere Anordnung von Einrichtungen beim Reaktionsgefäß.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig. la einen senkrechten Mittelschnitt
durch das Reaktionsgefäß, F i g. 1 b einen etwa horizontalen Schnitt gemäß der Angabe
Ib-Ib in Fig. la, F i g. 2a einen senkrechten Mittelschnitt durch das Reaktionsgefäß
gemäß F i g. 1 a in einer anderen Gefäßstellung, F i g. 2b eine Draufsicht auf die
Gefäßstellung gemäß Fig. 2a, Fig. 3 einen senkrechten Querschnitt durch ein Stahlwerk
mit dem Reaktionsgefäß in Chargierstellung, F i g. 4 einen senkrechten Querschnitt
durch ein Stahlwerk mit dem Reaktionsgefäß in einer anderen Prozeßposition, F i
g. 5 einen senkrechten Querschnitt durch ein Stahlwerk mit-dem Reaktionsgefäß beim
Abstechen, F i g. 6 einen senkrechten Längsschnitt durch ein Stahlwerk mit zwei
erfindungsgemäßen Reaktionsgefäßen, wobei sich das Reaktionsgefäß links in Blasposition
und das Reaktionsgefäß rechts in Vorheizstellung zum Einschmelzen von Feststoffen
befindet und F i g. 7 einen senkrechten Querschnitt durch ein Stahlwerk mit dem
Reaktionsgefäß in Meßposition.
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Das metallurgisches Reaktionsgefäß 1 arbeitet im Ausführungsbeispiel
als Stahlwerkskonverter. Es steht während des Prozesses in seiner Halterung 2 in
senkrechter Position. Am Reaktionsgefäß 1, das um die vertikale Drehachse 3 drehbar
ist, ist die Absticheinrichtung 4 für Schlacke und/oder Metallschmelze befestigt
(Fig. 1).
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Betriebseinrichtungen 5 sind in unmittelbarer Nähe des Reaktionsgefäßes
1 angeordnet und wirken mit entsprechenden Funktionsteilen 6(a, b, c, d) des Reaktionsgefäßes
1 zusammen. Ein solches Funktionsteil 6(a, b, c, d) besteht z. B. aus der Öffnung
6a für die Meßlanze 7, aus der Öffnung 6b für die Blaslanze 8 sowie aus der Chargieröffnung
6c für die Chargierung von Einsatzstoffen bzw. für die Ableitung von Rauchgasen.
Eine Öffnung 6d dient für Zuschläge (F i g. 2b). Im Ausführungsbeispiel befindet
sich die Drehachse 3 außerhalb der Mittellängsachse 9.
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Das Reaktionsgefäß 1 kann mit oder ohne abnehmbaren Deckel 10 ausgeführt
sein, wobei das Reaktionsgefäß 1 von oben stets geschlossen ist. Der Verwendungszweck
eines
Deckels 10 ist vielgestaltig. Der Deckel 10 ist danach zum Einschmelzen von festen
Einsatzstoffen oder für den Prozeß mit flüssigen Einsatzstoffen vorbereitet. Der
Deckel 10 ist im allgemeinen nicht ausgemauert, sondern mit einer Wasserkühlung
versehen, mittels der die überschüssige Prozeßwärme abgeführt werden kann Der Deckel
10 zum Einschmelzen von festen Einsatzstoffen ist mit der Chargieröffnung 6cund
mit einem oder mehreren Aufheizbrennern 11 (Fig.6) ausgerüstet Der Deckel 10 wird
nur auf das Gefäß aufgelegt Er benötigt im allgemeinen keine besondere Befestigung.
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Der Deckel 10 für den Prozeß mit flüssigen Einsatzstoffen (z B. Roheisen)
benötigt die Chargieröffnung 6c, die Öffnung 6b für die Blaslanze 8, die Öffnung
6a für die Meßlanze 7 (Temperatur- und Probenlanze) und die Öffnung 6d für das Eingeben
von Zuschlagstoffen. Der Deckel 10 mit den Aufheizbrennern 11 ist als Auswechseldeckel
10a ausgeführt, der neben dem Reaktionsgefäß 1 in Reservestellung auf einer Ablage
12 berejtsteht Die Öffnung 6c für Chargiergut bzw. Rauchgase ist mit einem Abstand
13 zur Drehachse 3 angeordnet. Für die Führung der Chargierstoffe sowie für die
Führung des Rauchgases sind stutzenförmige Anschlußrohre 14 eingesetzt, die bei
Verschleiß leicht ausgewechselt werden können. Für die Anordnung solcher Anschlußrohre
14 ist vorteilhafterweise das Reaktionsgefäß 1 mit seinem größten Innen- bzw. Außendurchmesser
15 an seiner Oberseite la versehen. Hierbei bildet das Reaktionsgefäß 1 sowohl mit
seiner Ausmauerung 16 als auch mit seinem Mantel 17 die Form eines auf der Spitze
stehenden Kegelstumpfes 18.
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Die Lagerung des Reaktionsgefäßes 1 besteht aus der horizontalen
Kreisringbahn 19. Auf einem Fundament 20 ist in vorherbestimmter Höhe zum Schwerpunkt
21 eine kreisringförmige Schienenbahn 22 befestigt, die exakt horizontal verläuft
Der Tragring 23 ist mit Laufrädern 24 in für das Gesamtgewicht des Reaktionsgefäßes
1 ausreichender Anzahl versehen. Die Laufräder 24 wälzen sich auf de Schienenbahn
22 ab und zentrieren durch. ihre geneigte Anordnung den Tragring 22 beim Drehen
des Reaktionsgefäßes 1 um die Drehachse 3 selbstätig. Der Tragring 23 weist ein
weiter nicht dargestelltes Triebstock- oder Zahnsegment auf, in das ein auf dem
Fundament 20 befestigter (ebenfalls nicht dargestellter) Antriebsmotor mit seinem
Motorwellenritzel eingreift. Anstelle der Laufräder 24 und der Schienenbahn 22 kann
auch eine sog. Kugeldrehverbindung d. h.
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ein Wälzlager mit entsprechend großem Durchmesser eingesetzt werden,
das sich über den vollen Umfang der von der Schienenbahn 22 eingenommenen Fläche
erstreckt Der Tragring 23 ist mit einer Querstrebe 25 und mit einer zusätzlichen
Querstrebe 25a (F i g. lb) versehen, wodurch eine exzentrische Lage der Mittellängsachse
9 zur Drehachse 3 entsteht. Das-Reaktionsgefäß 1 wird von dem Pratzenring 26 umgeben,
mittels dessen das Gesamtgewicht des Reaktionsgefäßes 1 auf den Tragring 23 bzw.
auf die Querstrebe 25 übertragen wird. Das Reaktionsgefäß 1 kann dadurch von oben
leicht auswechselbar in den Tragring 23 eingesetzt werden und kann sich während
des Betriebes auch leicht nach allen Seiten ausdehnen. Die Selbstzentrierung des
Reaktionsgefäßes 1 wird durch die Lage des Schwerpunktes 21 etwa in Höhe oder unterhalb
der Kreisringbahn 19 unterstützt Das Reaktionsgefäß list daher nach Belieben als
Wechselgefäß zu betrachten.
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Vorteilhafterweise ist der Boden 16a der Ausmauerung 16 kugelförmig
gewölbt, um bei Anwendung einer
Bodenabstichvorrichtung 27 eine restlose Entleerung
des Reaktionsgefäßes 1 zu bewirken. Hierbei dient die Bodenabstichvorrichtung 27
u. U. nur für das Abstechen des schlackenfreien Schmelzmetalls und für die Schlakke
ist ein separater seitlicher Schlackenüberlauf 28 vorgesehen.
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Die Bodenabstichvorrichtung 27 besteht aus üblichen bewährten Schiebeverschlüssen
oder auch aus Klappenverschlüssen, die von anderen metallurgischen Gefäßen her bekannt
sind.
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Das Reaktionsgefäß 1 weist ferner alternativ der zusätzlich zu anderen
Betriebseinrichtungen 5 ein Bodenspül- und/oder Bodenblaseinrichtung 29 für Inert-und/oder
Reaktionsgase auf (F i g. 2a).
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Das mit einem Drehantrieb versehene und um seine vertikale Drehachse
3 in horizontaler Ebene dreheinstellbare Reaktionsgefäß 1 erlaubt die jeweils günstigste
Position zu allen Betriebseinrichtungen 5 einzunehmen.
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Da keine vertikale Bewegungskomponenten des Reaktionsgefäßes 1 vorhanden
sind, können alle Betriebseinrichtungen 5 sehr nahe an das Reaktionsgefäß 1 herangeführt
werden.
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Daraus entsteht eine sehr kompakte Bauweise, d. h.
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eine geringe Gefäßhöhe.
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Das Rekationsgefäß 1 läßt sich in jede bestehende Hallenkonstruktion
31 nachträglich einbauen, vorausgesetzt die Schmelzkapazität des Reaktors entspricht
der Kapazität des vorhandenen Kranes 30.
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Hierbei baut die Bunkeranlage 32 sehr niedrig. Außerdem ergibt sich
eine extrem kurze Lanzen anlage 33 (Fig. 3).
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Die Drehung des Rekationsgefäßes 1 genügt, um aus der Chargierstellung
(F i g. 3) in die Blasstellung (F i g. 4) zu gelangen, wobei die Chargieröffnung
6c zum Abgaskanal wird (Fig.4). Auch hier ergibt sich ein extrem kurzer Anschluß
an die Abgas- und Entstaubungsanlage 34. Die Öffnungen 6a für die Meßlanze 7 sowie
6b für die Blaslanze 8 können mit einer separaten Abgashaube 35 ausgerüstet sein.
Bei Neubauten ist eine sehr flache und leicht bauende-Hallenkonstruktion möglich.
Für das Abstechen des flüssigen Metalls wird der Abstichstrahl 36 mittels einer
luftabschließenden Vorrichtung 37 umgeben, die in einem inneren Kanal Inertgas zuführt
und in einem äußeren Kanal die Abgase abführt (Fig5).
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Die Vorrichtung 37 bedarf nur einer geringen Bauhöhe, um den Anschluß
an den Pfannenwagen 38 herzustellen.
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Das System des Reaktionsgefäßes mit den auswechselbaren Deckeln 10
bzw. 10a ist in Fig.6 erkennbar, wo mit zwei Blaslanzeneinrichtungen 8a und 8b und
zwei Rekationsgefäßen 1 gearbeitet wird. Hier erfolgt ein Austausch der Deckel 10
bzw. 10a, wobei sich die strichpunktierten Deckel 10 bzw. 10a, in Reservestellung
befinden.
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Gemäß F i g. 7 ist von den Betriebseinrichtungen 5 in der dargestellten
Prozeßphase die Meßlanze 7 zusammen mit der Blaslanze 8 in Betrieb. Die Rauchgase
werden auf kurzem Wege durch die Abgashaube 35 aufgefangen.
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Das erfindungsgemäße Rekationsgefäß list universell einsetzbar. Als
Beispiele für Einsatzmöglichkeiten werden genannt: als Sauerstoff-Aufblaskonverter
mit flüssigem Einsatz, als Bodenblas-Konverter mit flüssigem Einsatz, als kombinierter
Konverter für beide Prozesse, als Einschmelzgefäß für feste Einsatzstoffe, als Einschmelz-
und Prozeßgefäß für NE-Metalle,
als Prozeßgefäß für die Herstellung
von Qualtitätsprodukten mit kontrolliertem Abstich und als Reaktionsgefäß für die
Kohlevergasung.
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Als Einschmelzgefäß für feste Einsatzstoffe, d. h. zum Einschmelzen
von 100% festen Stoffen, eignet sich der leicht auswechselbare Gefäßabschluß (Deckel
10a) mit den eingebauten Heizbrennern 11.
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Die einfache Gefäßkonstruktion in Verbindung mit der geringen Bauhöhe
sowohl der Betriebseinrichtungen 5 als auch der Hallenkonstruktion 31 ergeben die
erwähnten geringen Investitionskosten. Geringe Wartungskosten werden durch die sehr
einfach gehaltenen mechanischen Ausrüstungen erzielt. Das metallurgische Reaktionsgefäß
1 ist außerdem durch den freien Zugang von oben sehr einfach und schnell bei Reparatur-
bzw.
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Neuzustellungsarbeiten zu behandeln.
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