DE3431787A1 - Tauchrohranordnung zum vakuumaufbereiten von geschmolzenem stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tauchrohranordnung zum Vakuumaufbereiten (-reinigen, -entgasen) von geschmolzenem Stahl nach dem Oberbegriff des Patentan-Spruches 1 und insbesondere eine in einem RH-Vakuumaufbereitungsprozeß von geschmolzenem Stahl vorgesehene Tauchrohranordnung aus zwei Tauchrohren, die vertikal mit einer Bodenwand eines zum Aufbereiten von geschmolzenem Stahl dienenden und mit einer Vakuumpumpe ausgerüsteten Vakuumbehälters so verbunden sind, daß sie von der Bodenwand nach unten vorspringen, wodurch geschmolzener Stahl, der in einer unterhalb des Vakuumbehälters liegenden Pfanne aufgenommen ist, durch die beiden Tauchrohre zwischen dem Vakuumbehälter und der Pfanne umgewälzt wird.

Als einer der Vakuumaufbereitungsprozesse (Vakuumreinigungsprozesse, Vakuumentgasungsprozesse) von geschmolzenem Stahl gibt es den sogenannten RH-Vakuumaufbereitungsprozeß, bei dem zwei Tauchrohre, die vertikal mit der Bodenwand eines zum Reinigen von geschmolzenem Stahl dienenden und mit einer Vakuumpumpe ausgestatteten Vakuumbehälters so verbunden sind, daß sie von der Bodenwand nach unten in geschmolzenen Stahl vorspringen, der in eine Pfanne aufgenommen ist, die unterhalb des Vakuumbehälters liegt, bei dem weiterhin ein Inertgas von einem der beiden Tauchrohre eingeblasen wird, während der Druck im Väkuumbehälter mittels der Vakuumpumpe vermindert wird, so daß der in der Pfanne aufgenommene geschmolzene Stahl durch das eine der Tauchrohre in den Vakuumbehälter nach oben gesaugt wird, und bei dem der in den Vakuumbehälter hochgesaugte geschmolzene Stahl durch das andere Tauchrohr in die Pfanne zurückgeführt wird, wodurch der in die Pfanne aufgenommene geschmolzene Stahl zwischen der Pfanne und dem Vakuumbehälter umgewälzt wird, so daß im Vakuumbehälter der in die Pfanne auf- * RH = Ruhrstahl-Heräus-Prozeß

genommene geschmolzene Stahl entgast wird, um so den geschmolzenen Stahl aufzubereiten.

Bei dem oben erläuterten RH-Vakuumaufbereitungsprozeß hat jedes der beiden Tauchrohre, die vertikal mit der Bodenwand des Vakuumbehälters so verbunden sind, daß sie von dort nach unten vorspringen, eine Innenbohrung aus feuerfestem Material, um dort geschmolzenen Stahl hindurchzuleiten, und jedes der beiden Tauchrohre weist eine Länge auf, die ausreichend ist, daß wenigstens der untere Endteil hiervon in geschmolzenem Stahl eintaucht, welcher in der unterhalb des Vakuumbehälters liegenden Pfanne enthalten ist. Ein solches Tauchrohr hat eine Länge von etwa 700 bis etwa 1000 mm, die Innenbohrung des Tauchrohrs hat einen Durchmesser von etwa 300 - 700 mm, und es sind etwa 4-16 Inertgas-Blasdurchgangslöcher in dem unteren Teil der Innenbohrung vorgesehen.

y Die aus dem feuerfesten Material bestehende Innenbohrung des Tauchrohres ist für beträchtliche Erosion anfällig, da dort heftig geschmolzener Stahl hindurchfließt. Der Teil der Innenbohrung, der in Berührung mit dem stark durch das Einblasen von Inertgas gestörten Fluß des geschmolzenen Stahles ist, wird besonders stark unter dem Einfluß großer mechanischer Reibung erodiert. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird der obere Teil der Innenbohrung des Tauchrohres, der über dem Teil mit den Inertgas-Blasdurchgangslöchern ist, gewöhnlich mittels gebrannten Magnesia-Chrom-Steinen gebildet, die gegenüber geschmolzenem Stahl eine hervorragende Erosionswiderstandsfähigkeit haben.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines herkömmlichen Tauchrohres, das für den RH-Vakuumauf-

bereitungsprozeß von geschrtolzenern Stahl verwendet wird. Wie in Fig* 1 gezeigt ist, hat das herkötmiliche Tauchrohr einen Stahlzylinder 1, eine Vielzahl hochtonerdehaltiger bzw. -alurainiuitoKidhaltiger gebrannter radialer Steine 2, die in einer horizontalen ringförmigen Reihe in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 über dem gesamten Umfang des unteren Teiles der Innenfläche des Zylinders 1 aufgestapelt sind, um im Zylinder 1 den unteren Teil einer Innenbohrung zum Durchleiten von geschmolzenem Stahl zu bilden, mehrere gebrannte radiale Magnesia-Chrom-Steine 3, die in mehreren horizontalen ringförmigen Reihen, welche übereinander liegen, in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 über dem gesamten Umfang des übrigen Teiles der Innenfläche des Zylinders 1 auf der horizontalen ringförmigen Reihe der mehreren hochtonerdehaltigen Steine 2 aufgestapelt sind, um in Zusammenwirkung mit den mehreren hochtonerdehaltigen Steinen 2 den oberen Teil der Innenbohrung des Zylinders 1 zu bilden, und eine hochtonerdehaltige gußfähige Schicht 4, die über der gesamten Außenfläche des Zylinders 1 und über der gesamten unteren Fläche der horizontalen ringförmigen Reihe der mehreren hochtonerdehaltigen Steine 2 gelegt ist.

Ein Stahlflansch 5 zum Verbinden des Tauchrohres mit der Bodenwand des Vakuumbehälters ist beispielsweise durch Schweißen am Außenrand des■oberen Endes des Zylinders 1 angebracht. Ein nach innen gebogener Rand 6 zum Anhaken der hochtonerdehaltigen, gebrannten radialen Steine 2 ist am unteren Ende des Zylinders 1 vorgesehen.

Die horizontale Seite einer rechteckförmigen Fläche, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, von jedem hochtonerdehaltigen, gebrannten radialen Stein 2 ist länger als die horizontale Seite einer

rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet. Die vertikale Seite der rechteckförmigen Fläche, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, und die vertikale Seite der rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet, von jedem der hochtonerdehaltigen Steine 2 sind länger als die jeweiligen horizontalen Seiten. Ein Absatzteil 2a, der auf dem Rand 2 des Zylinders 1 anhakbar ist, ist am unteren Teil der rechteckförmigen Fläche, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, von jedem der hochtonerdehaltigen Steine 2 ausgebildet. Die hochtonerdehaltigen Steine

2 sind in einer horizontalen ringförmigen Reihe in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 über eine Fuge aus einem hochtonerdehaltigen gußfähigen Material über dem gesamten Umfang des unteren Teiles der Innenfläche des Zylinders 1, wobei die Absatzteile 2a der hochtonerdehaltigen Steine 2 auf den Rand 6 des Zylinders 1 angehakt sind.

Wie aus Fig. 2(a) zu ersehen ist, ist die horizontale Seite einer rechteckförmigen Fläche 3a, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, von jedem der gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steine

3 länger als die horizontale Seite einer rechteckförmigen Fläche 3b, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet. Die vertikale Seite der rechteckförmigen Fläche 3a, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, und die vertikale Seite der rechteckförmigen Fläche 3b, die die Innenbohrung bildet, von jedem Magnesia-Chrom-Stein 3 sind langer als die jeweiligen horizontalen Seiten. Die Magnesia-Chrom-Steine 3 sind in mehreren horizontalen ringförmigen Reihen, die nacheinander angeordnet sind, in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 über eine Fuge eines hochtonerdehaltigen gußfähigen

.g. 343 Ί

•δ-1

Materials über dem gesamten Umfang des verbleibenden Teiles der Innenfläche des Zylinders 1 auf der horizontalen ringförmigen Reihe der mehreren hochtonerdehaltigen Steine 2. Unter den mehreren Magnesia-Chrom-Steinen 3, die in den mehreren horizontalen ringförmigen Reihen gestapelt sind, haben zumindest diejenigen, die in der untersten horizontalen ringförmigen Reihe angeordnet sind, ein Inertgas-Blas-Durchgangsloch 7, wie dies in Fig. 2(b) gezeigt ist, welches von der Fläche 3a, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, bis zu der Fläche 3b verläuft, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet. Ein Stahlrohr 8 ist mit dem Inertgas-Blas-Durchgangsloch 7 verbunden und verläuft durch den Zylinder 1. Inertgas, wie beispielsweise Argon, wird durch das Stahlrohr 8 und das Inertgas-Blas-Durchgangsloch 7 in die Innenbohrung des Tauchrohres geblasen.

Die gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steine 'des herkömmlichen Tauchrohres haben beispielsweise eine Länge von 80 mm der horizontalen Seite der rechteckförmigen Fläche 3a, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, eine Länge von 70 mm der horizontalen Seite der rechteckförmigen Fläche 3b, die die Innenbohrung bildet, eine Länge von 230 mm der vertikalen Seite jeder Fläche 3a und 3b und eine Länge von 120 mm des Abstandes zwischen der Fläche 3a und der Fläche 3b. In dem herkömmlichen Tauchrohr sind beispielsweise zwei horizontale ringförmige Reihen, deren jede 24 aufgestapelte Magnesia-Chrom-Steine mit den oben angegebenen Abmessungen hat, nacheinander auf der horizontalen ringförmigen Reihe der hochtonerdehaltigen Steine 2 angeordnet.

Die hochtonerdehaltige gußfähige Schicht 4 ist über die gesamte Außenfläche des Zylinders 1 und über die

.9·

-G-

gesamte untere Fläche der horizontalen ringförmigen Reihe der mehreren hochtonerdehaltigen Steine 2 beispielsweise durch Gießen gelegt.
5

Das oben erläuterte herkömmliche Tauchrohr hat jedoch die folgenden Nachteile. Die gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steine 3, die den oberen Teil der Innenbohrung des Tauchrohres bilden, haben bei hervorragender Erosionswiderstandsfähigkeit gegenüber geschmolzenem Stahl eine schwache thermische Absplitterwiderstandsfähigkeit infolge der großen Wärmeausdehnung. Wenn daher das Tauchrohr in geschmolzenen Stahl in der Pfanne getaucht wird oder aus dem geschmolzenen Stahl in der Pfanne herausgenommen wird, dann verursacht die auf das Tauchrohr einwirkende plötzliche Temperaturänderung eine thermische Absplitterung in den gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steinen 3 und verringert so stark die Dicke der Magnesia-Chrom-Steine

3. Dies macht es unmöglich, das Tauchrohr nach lediglich einer begrenzten Anzahl von Vakuumaufbereitungszyklen von geschmolzenem Stahl zu verwenden.

Unter diesen Umständen besteht ein starker Bedarf nach der Entwicklung eines Tauchrohres zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl, das beim Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl durch den RH-Vakuumaufbereitungsprozeß einen Einsatz für mehrere Zyklen des Vakuumaufbereitens aushalten kann; bisher hat es ein derartiges Tauchrohr zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl mit einer solchen Eigenschaft nicht gegeben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Tauchrohr zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl zu schaffen, das beim Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl durch den RH-Vakuumaufbereitungsprozeß den Einsatz in

mehreren Vakuumaufbereitungszyklen aushalten kann; außerdem soll ein Tauchrohr zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl angegeben werden, bei dem - wenn geschmolzener Stahl durch den RH-Vakuumaufbereitungsprozeß vakuumaufbereitet wird - die thermische Absplitterungswiderstandsfähigkeit mehrerer gebrannter radialer Magnesia-Chrom-Steine, die den oberen Teil einer Innenbohrung des Tauchrohres bilden, um dort geschmolzenen Stahl durchzuleiten, verbessert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Tauchrohranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Patentanspruch 2.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines herkömmlichen Tauchrohres, das für den RH-Vakuumaufbereitungsprozeß von geschmolzenem Stahl

verwendet wird,

Fig. 2(a) eine perspektivische Darstellung, die einen

gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Stein zeigt, welcher den oberen Teil einer Innen

bohrung zum Durchleiten von geschmolzenem Stahl beim in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Tauchrohr darstellt,

Fig. 2(b) eine perspektivische Darstellung eines gebrannten radialen und mit einem Inertgas-Blas-Durchgangsloch versehenen Magnesia-Chrom-

Steines, der bei dem in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Tauchrohr den oberen Teil der Innenbohrung zum Durchleiten von geschmolzenem Stahl bildet,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels des für den RH-Vakuumaufbereitungsprozeß von geschmolzenem Stahl verwendeten erfindungsgemäßen Tauchrohres,

Fig. 4(a) eine perspektivische Darstellung eines gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steines, der den oberen Teil der zum Durchleiten von geschmolzenem Stahl vorgesehenen Innenbohrung

des erfindungsgemäßen Tauchrohres gemäß Fig. 3 bildet, und

Fig. 4(b) eine perspektivische Darstellung eines mit einem Inertgas-Blas-Durchgangsloch versehenen gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steines, der den oberen Teil der zum Durchleiten von geschmolzenem Stahl dienenden Innenbohrung des erfindungsgemäßen Tauchrohres gemäß Fig. 3 bildet.

Aufgrund von den obigen Gesichtspunkten wurden von der Anmelderin zahlreiche Versuche durchgeführt, um ein Tauchrohr für das Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl zu entwickeln, das beim Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl durch den RH-Vakuumaufbereitungsprozeß den Einsatz für mehrere Zyklen eines Vakuumauf bereitens mit verbesserter thermischer Absplitterungs-Widerstandsfähigkeit mehrerer gebrannter radialer Magnesia-Chrom-Steine aushalten kann, die den oberen Teil einer Innenbohrung des Tauchrohres bilden, um dort geschmolzenen Stahl hindurchzuleiten.

AIs Ergebnis wurde erkannt, daß ein Tauchrohr zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl erhalten werden kann, das beim Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl durch den RH-Vakuumaufbereitungsprozeß den Einsatz für mehrere Zyklen eines Vakuumaufbereitens mit einer verbesserten thermischen Absplitterungswiderstandsfähigkeit mehrerer gebrannter radialer Magnesia-Chrom-Steine aushalten kann, indem das Verhältnis der Lange von zwei benachbarten Seiten der rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet, von jedem der mehreren Magnesia-Chrom-Steine innerhalb des Bereiches von 0,8 - 1,2 begrenzt wird.

Der Grund für diese Begrenzung des Längenverhältnisses innerhalb des Bereiches von 0,2 - 1,2 für zwei benachbarte Seiten der rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet, von jedem der mehreren gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steine ist der folgende:

Die Verteilung der in jedem der mehreren Magnesia-Chrom-Steine erzeugten thermischen Spannung infolge einer plötzlichen Temperaturänderung, die auf die rechteckförmige Fläche einwirkt, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet, von jedem der mehreren Magnesia-Chrom-Steine, wenn das Tauchrohr in den geschmolzenen Stahl in der Pfanne eingetaucht oder aus dem geschmolzenen Stahl in der Pfanne herausgenommen wird, wird gleichmäßiger, wenn sich die Form der oben erwähnten rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet, dichter an ein Quadrat annähert. Wenn daher die Gestalt der rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet, von jedem der mehreren Magnesia-Chrom-Steine im wesentlichen quadratisch ist, dann wird die oben erwähnte Verteilung der thermischen Spannung gleichmäßig, und es tritt niemals lokal im Stein eine ernste thermische Spannung

auf, so daß die thermische Absplitterungswiderstandsfähigkeit des Steines verbessert werden kann.

Wenn dagegen das Verhältnis der Länge von zwei benachbarten Seiten der rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet, von jedem der mehreren Magnesia-Chrom-Steine unter 0,8 oder über 1,2 liegt, dann wird lokal eine große thermische Spannung in dem Stein hervorgerufen, wenn eine plötzliche Temperaturänderung auf die rechteckförmige Fläche einwirkt, was so zu einer geringeren thermischen Absplitterungswiderstandsfähigkeit führt.

Daher sollte das Verhältnis der Länge von zwei benachbarten Seiten der rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet, von jedem der mehreren Magnesia-Chrom-Steine innerhalb des Bereiches von 0,8 - 1,2 begrenzt sein, um so die thermische Ab-Splitterungswiderstandsfähigkeit des Steines zu verbessern.

Fig. 3 ist ein schematischer Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Tauchrohres, das für den RH-Vakuumaufbereitungsprozeß von geschmolzenem Stahl verwendet wird. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat das erfindungsgemäße Tauchrohr einen Stahlzylinder 1, mehrere hochtonerdehaltige gebrannte radiale Steine 2, die in einer horizontalen ringförmigen Reihe in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 über dem gesamten Umfang des unteren Teiles der Innenfläche des Zylinders 1 gestapelt sind, um so im Zylinder 1 den unteren Teil einer Innenbohrung zum Durchleiten von geschmolzenem Stahl zu bilden, mehrere gebrannte radiale Magnesia-Chrom-Steine 9, die in mehreren horizontalen ringförmigen Reihen nacheinander in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 über dem gesamten Umfang des übrigen Teiles der

Innenfläche des Zylinders 1 auf der horizontalen ringförmigen Reihe der mehreren hochtonerdehaitigen Steine 2 gestapelt sind, um so in Zusammenwirkung mit den mehreren hochtonerdehaitigen Steinen 2 den oberen Teil der Innenbohrung des Zylinders 1 zu bilden, und eine hochtonerdehaltige gußfähige Schicht 4, die über der gesamten Außenfläche des Zylinders 1 und über der gesamten unteren Fläche der horizontalen ringförmigen Reihe der mehreren hochtonerdehaitigen Steine 2 gelegt ist.

Ein Stahlflansch 5 zum Verbinden des Tauchrohres mit der Bodenwand des Vakuumbehälters ist beispielsweise durch Schweißen am Außenrand des oberen Endes des Zylinders 1 befestigt. Ein nach innen gebogener Rand 6 zum Anhaken der gebrannten radialen hochtonerdehaitigen Steine 6 ist am unteren Ende des Zylinders 1 vorgesehen.

Die horizontale Seite einer rechteckförmigen Fläche, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, von jedem der gebrannten radialen hochtonerdehaitigen Steine 2 ist länger als die horizontale Seite einer rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet. Die vertikale Seite der rechteckförmigen Fläche, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, und die vertikale Seite der rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet, von jedem der hochtonerdehaitigen Steine 2 sind länger als die jeweiligen horizontalen Seiten. Ein Absatzteil 2a, der auf dem Rand 6 des Zylinders 1 anhakbar ist, ist am unteren Teil der rechteckförmigen Fläche, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, von jedem der hochtonerdehaitigen Steine 2 vorgesehen. Die hochtonerdehaitigen Steine 2 sind in einer horizontalen ringförmigen Reihe

._k$. 3431737

in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 durch eine Fuge eines hochtonerdehaltigen gießfähigen Materials über den gesamten Umfang des unteren Teiles der Innenfläche des Zylinders 1 gestapelt, wobei die Absatzteile 2a der hochtonerdehaltigen Steine 2 auf dem Rand 6 des Zylinders 1 angehakt sind.

Wie in Fig. 4(a) gezeigt ist, ist die horizontale Seite einer rechteckförmigen Fläche 9a, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, von jedem der gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steine 9 länger als die horizontale Seite einer rechteckförmigen Fläche 9b, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet. Zur Verbesserung der thermischen Absplitterungswiderstandsfähigkeit der Magnesia-Chrom-Steine 9 gegen eine auf die rechteckförmige Fläche 9b einwirkende plötzliche Temperaturänderung ist das Verhältnis der Länge von zwei benachbarten Seiten der rechteckförmigen Fläche 9b innerhalb des Bereiches von 0,8 - 1,2 begrenzt. Die Magnesia-Chrom-Steine 9 sind in mehreren horizontalen ringförmigen Reihen nacheinander in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 über eine Fuge eines hochtonerdehaltigen gießfähigen Materials über dem gesamten Umfang des verbleibenden Teiles der Innenfläche des Zylinders 1 auf der horizontalen ringförmigen Reihe der mehreren hochtonerdehaltigen Steine 2 gestapelt.

Es ist allgemein üblich, ein Tauchrohr mit einer Länge von 700 - 1000 mm, mit einer Innenbohrung zum Durchleiten von geschmolzenem Stahl mit einem Durchmesser von 300 - 700 mm und mit einer Länge des durch mehrere gebrannte radiale Magnesia-Chrom-Steine gebildeten oberen Teiles der Innenbohrung von 400 - 600 mm zu verwenden. Um den oberen Teil der Innenbohrung eines solchen Tauchrohres zu bilden, ist es wünschenswert,

60 - 180 gebrannte radiale Magnesia-Chrom-Steine zu benutzen, bei denen zwei benachbarte Seiten der rechteckförmigen Fläche, die die Innenbohrung des Tauchrohres bilden, ein Längenverhältnis im Bereich von 0,8 - 1,2 aufweisen. Die Ursache hierfür wird im folgen den näher erläutert. Eine Fuge aus einem Magnesia mörtel in einer Dicke von etwa 1 bis etwa 2 mm wird zwischen die gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steine 9 und zwischen diese Steine und die hochtonerdehaltigen gebrannten radialen Steine 2 gebracht. Wenn die Anzahl der Magnesia-Chrom-Steine 9 unter 60 liegt, dann ist das Ausmaß der Fuge kleiner. Es ist daher für ein so kleines Ausmaß der Fuge unmöglich, ausreichend die durch Erwärmen durch geschmolzenen Stahl während des Aufbereitens des geschmolzenen Stahls verursachte Ausdehnung der Steine 9 zu absorbieren, was so in diesen Steinen eine beträchtliche thermische Spannung und damit ein thermisches Absplittern in den Steinen 9 hervorruft. Wenn dagegen die Anzahl der

Magnesia-Chrom-Steine 9 über 180 liegt, dann ist das Ausmaß der Fuge zu groß, um eine Erosion der Fuge zu vernachlässigen, und dies kann dazu führen, daß diese Steine 9 herunterfallen. 25

Unter den in den mehreren horizontalen ringförmigen Reihen gestapelten gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steinen 9 hat zumindest einer der in der untersten horizontalen ringförmigen Reihe angeordneten Steine ein Inertgas-Blas-Durchgangsloch 7, wie dies in Fig. 4(b) gezeigt ist, das von der Fläche 9a, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders 1 ist, zur Fläche 9b verläuft, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet. Ein Stahlrohr 8 ist mit dem Inertgas-Blas-Durchgangsloch 7 verbunden, wobei dieses Stahlrohr 8 durch den Zylinder 1 verläuft. Inertgas, wie beispielsweise Argongas, wird durch das Stahlrohr 8

■ΜΙ

und das Inertgas-Blas-Durchgangsloch 7 in die Innenbohrung des Tauchrohres geblasen.

Die hochtonerdehaltige gießfähige Schicht 9 ist über die gesamte Außenfläche des Zylinders 1 und über die gesamte untere Fläche der horizontalen ringförmigen Reihe der mehreren hochtonerdehaltigen gebrannten radialen Steine 2 beispielsweise durch Gießen gelegt. 10

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Tauchrohr zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl in Einzelheiten anhand eines Beispiels näher erläutert.

Beispiel:

Das RH-Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl wurde mittels zwei Tauchrohren zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl nach der Erfindung entsprechend dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 durchgeführt, wobei jedes Tauchrohr eine Länge von 770 mm und einen Innenbohrungsdurchmesser von 540 mm hatte, um so die Betriebslebensdauer des Tauchrohres zu untersuchen. Für Vergleichszwecke wurde das RH-Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl mittels zwei herkömmlichen Tauchrohren zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl ausgeführt, wie diese anhand der Fig. 1 erläutert wurden und von denen jedes eine Länge von 790 mm und einen Innenbohrungsdurchmesser von 540 mm hatte, um so die Betriebslebensdauer des Tauchrohres zu untersuchen.

Für die gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steine 9, die den oberen Teil der Innenbohrung des erfindungsgemäßen Tauchrohres bilden, wurden die anhand der Fig. 4(a) und 4(b) beschriebenen Steine mit den Abmessungen und in der Anzahl verwendet, wie dies weiter unten unter 1) angegeben ist. Für die gebrannten

•Al·

•3:5-

radialen Magnesia-Chrom-Steine 3, die den oberen Teil der Innenbohrung des herkömmlichen Tauchrohres bilden, wurden dagegen die anhand der Fig. 2(a) und 2(b) beschriebenen Steine mit den Abmessungen und in der Zahl verwendet, wie dies weiter unten unter 2) angegeben ist.

1. Gebrannter radialer Magnesia-Chrom-Stein 9, der für das erfindungsgemäße Tauchrohr verwendet wird:

(1) Länge der horizontalen Seite derFläche 9a, die in Berührung mit der Innenfläche des Stahlzylinders 1 ist: 139 mm,

(2) Länge der horizontalen Seite der Fläche 9b, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet: 87 mm,

(3) Länge der vertikalen Seite jeder Fläche 9a und 9b: 87 mm,

(4) Verhältnis der Länge der vertikalen Seite zur horizontalen Seite der Fläche 9b, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet: 1,0,

(5) Abstand zwischen der Fläche 9a und der Fläche 9b: 120 mm,

(6) Anzahl der Magnesia-Chrom-Steine 9: 95 Steine, die in fünf horizontalen Reihen aus jeweils 19 Steinen gestapelt sind, und

(7) Anzahl der Magnesia-Chrom-Steine 9, die jeweils mit dem Inertgas-Blas-Durchgangsloch

7 versehen sind: 10

2. Gebrannter radialer Magnesia-Chrom-Stein 3, der für das herkömmliche Tauchrohr verwendet wird:

(1) Länge der horizontalen Seite der Fläche 3a,

die in Berührung mit der Innenfläche des Stahl zylinders 1 ist: 110 mm,

(2) Länge der horizontalen Seite der Fläche 3b, die die Innenbohrung des Tauchrohres

bildet: 70 mm,

(3) Länge der vertikalen Seite jeder Fläche 3a und 3b: 230 mm,

(4) Verhältnis der Länge der vertikalen Seite zur horizontalen Seite der Fläche 3b, die die Innenbohrung des Tauchrohres bildet: 3,3,

(5) Abstand zwischen der Fläche 3a und der Fläche 3b: 120 mm,

(6) Anzahl der Magnesia-Chrom-Steine 3: 48 Steine, die in zwei horizontalen ringförmigen Reihen mit jeweils 24 Steinen gestapelt sind, und

(7) Anzahl der Magnesia-Chrom-Steine 3, die jeweils mit dem Inertgas-Blas-Durchgangsloch 7 versehen sind: 10.

Das Vakuumaufbereiten wurde für geschmolzenen Stahl, der in eine 250-Tonnen-Pfanne aufgenommen ist, unter den folgenden Bedingungen ausgeführt:

(1) Druck im Vakuumbehälter: 0,2 Torr

(= 26,66 Pa),

(2) Volumen des geblasenen

Argongases: 1000 Nl/Minute,

(3) Durchsatz an geschmolzenem

Stahl: 80 Tonnen/Minute,

(4) Menge an je Zyklus aufbereitetem

geschmolzenem Stahl: 250 Tonnen, und 10

(5) Aufbereitungszeitdauer je Zyklus:

20 Minuten.

Argongas wurde zuerst durch die Inertgas-Blas-Durchgangslöcher 7 von einem der beiden Tauchrohre für die Hälfte der Gesamtzahl an Aufbereitungszyklen geblasen und dann durch die Inertgas-Blas-Durchgangslöcher 7 des anderen Tauchrohres der beiden Tauchrohre für die übrigen Zyklen.
20

Als Ergebnis hielt das erfindungsgemäße Tauchrohr zwischen 180 und 200 Aufbereitungszyklen aus, da keine thermische Absplitterung in den Magnesia-Chrom-Steinen 9 auftrat und nur eine kleine Abnahme in der Dicke der Steine 9 vorlag. Das herkömmliche Tauchrohr wurde dagegen nach einem Aufbereiten von lediglich 120 Zyklen unbrauchbar, da eine beträchtliche thermische Absplitterung in den Magnesia-Chrom-Steinen 3 auftrat und eine große Abnahme in der Dicke der Steine 3 vorlag.

Wie oben in Einzelheiten näher erläutert wurde, ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, ein Tauchrohr zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl zu erhalten, bei dem beim Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl durch den RH-Vakuumaufbereitungsprozeß die thermische Absplitterungswiderstandsfähig-

keit mehrerer gebrannter radialer Magnesia-Chrom-Steine, die den oberen Teil der Innenbohrung des Tauchrohres zum Durchleiten von geschmolzenem Stahl bilden, merklich verbessert ist, und die Betriebslebensdauer des Tauchrohres ist im Vergleich zum herkömmlichen Tauchrohr zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl um einen Faktor 1,5 - 1,7 verlängert, was einen wesentlichen Vorteil bietet. 10

- Leerseite -

Claims (3)

Patentansprüche

1. Tauchrohranordnung aus zwei Tauchrohren zum Vakuumaufbereiten von geschmolzenem Stahl, wobei die beiden Tauchrohre vertikal mit einer Bodenwand eines mit einer Vakuumpumpe ausgerüsteten Vakuumbehälters zum Aufbereiten von geschmolzenem Stahl so verbunden sind, daß sie von der Bodenwand nach unten vorspringen, wobei weiterhin jedes der beiden Tauchrohre eine Innenbohrung aus einem feuerfesten Material hat, um dort geschmolzenen Stahl durchzuleiten, und wobei schließlich jedes der beiden Tauchrohre eine Länge besitzt, die ausreichend ist, um wenigstens den unteren Endteil hiervon in geschmolzenen Stahl eintauchen zu lassen, der in einer unter dem Vakuumbehälter liegenden Pfanne enthalten ist,
wobei das Tauchrohr aufweist:

einen Stahlzylinder,

mehrere hochtonerdehaltige gebrannte radiale Steine, die in einer horizontalen ringförmigen Reihe in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders über den gesamten Umfang des unteren Teiles der Innenfläche des Zylinders gestapelt sind, um den unteren Teil der Innenbohrung des Zylinders zu bilden, wobei die horizontale Seite einer rechteckförmigen Fläche, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders ist, von jedem der mehreren hochtonerdehaltigen Steine langer als die horizontale Seite einer rechteckförmigen Fläche ist, die die Innenbohrung bildet,

mehrere gebrannte radiale Magnesia-Chrom-Steine, die in mehreren horizontalen ringförmigen Reihen nacheinander in Berührung mit der Innenfläche des

Zylinders über dem gesamten Umfang des übrigen Teiles der Innenfläche des Zylinders auf der horizontalen ringförmigen Reihe der mehreren hochtonerdehaltigen Steine gestapelt.sind, um den oberen Teil der Innenbohrung im Zylinder in Zusammenwirkung mit den mehreren hochtonerdehaltigen Steinen zu bilden, wobei die horizontale Reihe einer rechteckförmigen Fläche, die in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders ist, von jedem der mehreren Magnesia-Chrom-Steine langer als die horizontale Seite einer rechteckförmigen Fläche ist, die die Innenbohrung bildet, und wobei mindestens einer der mehreren Magnesia-Chrom-Steine und des Teiles des Zylinders entsprechend hierzu ein Inertgas-Blas-Durchgangsloch hat, und

eine hochtonerdehaltige gießfähige Schicht, die über die gesamte Außenfläche des Zylinders und über die gesamte untere Fläche der horizontalen ringförmigen Reihe der mehreren hochtonerdehaltigen Steine ausgekleidet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß bei dem Tauchrohr das Verhältnis der Länge von zwei benachbarten Seiten der rechteckförmigen Fläche (9b), die die Innenbohrung bildet, von jedem der mehreren gebrannten radialen Magnesia-Chrom-Steine (9) innerhalb des Bereiches von 0,8 - 1,2 liegt.

2. Tauchrohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr eine Länge innerhalb des Bereiches von 700 - 1000 mm hat, daß die Innenbohrung des Tauchrohres einen Durchmesser innerhalb des Bereiches von 300 - 700 mm hat, und daß die Anzahl der gebrannten radialen Magnesia-

3 1

Chrom-Steine (9) im Bereich zwischen 60 und liegt.