DE3713153A1 - Notauslaufgrube fuer fluessigkeitsgekuehlte metallschmelzaggregate - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Notauslaufgrube für flüssigkeitsgekühlte, insbesondere wassergekühlte Schmelzaggregate, z. B. Rinnenöfen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Notauslaufgrube hat die Aufgabe, im Falle eines Notabstichs oder eines bereits eingetretenen Durchbruchs der Ofenwandung die flüssige Metallschmelze und eventuell austretende Kühlflüssigkeit in kürzester Zeit vollständig aufzunehmen, um die Gefährdung der Betriebsumgebung durch die auslaufende Metallschmelze zu minimieren. Der Boden der Notauslaufgrube ist üblicherweise mit einer Schicht aus Sand oder Kies abgedeckt und weist ein Gefälle auf, um eventuell vorhandenes Wasser zu sammeln und in einen Pumpensumpf ablaufen zu lassen. Aufgrund der hohen Temperaturen z. B. einer Eisenschmelze führt das Zusammentreffen der Schmelze mit der Kühlflüssig­ keit nicht nur zu schlagartigen Verdampfungserscheinungen, sondern bei der üblichen Verwendung von Wasser als Kühlmittel kann es auch zur Dissoziation des Wassers und damit zur Entstehung eines hochexplosiven Wasserstoff- Sauerstoff-Gemisches kommen. Aus diesem Grunde müssen Schmelze und Wasser unbedingt voneinander getrennt werden. Das bedeutet insbesondere, daß sichergestellt sein muß, daß die Notauslaufgrube vollständig entwässert ist.

Obwohl herkömmliche Notauslaufgruppen eine Entwässerungseinrichtung aufwei­ sen, ist es bei eingetretenen Störfällen schon zu erheblichen Gefährdungen gekommen. So führte beispielsweise ein Durchbruch im Bereich des wasser­ gekühlten Induktorhalses eines Rinnenofens zu einer Knallgasexplosion in der Notauslaufgrube, die starke Beschädigungen an dem betreffenden Werks­ gebäude und den darin befindlichen Einrichtungen hervorrief. Durch den Explosionsdruck wurden Teile der Schmelze aus der Notauslaufgrube heraus­ geschleudert.

Es ist leicht vorstellbar, daß ein solcher Störfall, wenn die Anzeichen für sein Eintreten nicht so rechtzeitig entdeckt werden, daß Evakuierungsmaß­ nahmen für die im Gefahrenbereich Beschäftigten durchgeführt werden können, sogar Menschenleben kosten kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Notauslaufgrube gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß die Gefährdung für Mensch und Material im Falle eines Notabstichs oder eines Ofendurchbruchs weitgehend ausgeschlossen werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruchs 1; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen 2-7 angegeben.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, zum einen die Bedingungen für ein möglichst ungestörtes und schnelles Abfließen von Wasser aus der Not­ auslaufgrube zu verbessern und damit die Entstehungsgefahr für Explosionen zu vermindern, zum anderen ist die Notauslaufgrube so gestaltet, daß im Falle einer eingetretenen Knallgasexplosion im Bereich des Grubenbodens die Explosionswirkung weitestgehend aufgefangen wird, ohne daß flüssige Schmelze aus der Notauslaufgrube herausgeschleudert wird.

Anhand der Zeichnung, die eine erfindungsgemäße Notauslaufgrube im Querschnitt zeigt, wird dies im folgenden näher erläutert.

Die Notauslaufgrube 1 weist eine z. B. aus Beton gefertigte Wandung 8 und einen mit starkem Gefälle versehenen Boden 2 auf. Das Gefälle läuft auf eine Rinne 7 zu, in der das zum Grubenboden 2 gelangende Wasser gesammelt wird und über ein weiteres Gefälle 12 in einen Pumpensumpf abläuft.

Obwohl das starke Gefälle an sich ein schnelles Ablaufen des Wassers gewährleistet, kann es bei großen Notauslaufgruben 7 zweckmäßig sein, durch die Anordnung mehrerer Rinnen 7 eine noch effektivere Wasserableitung zu ermöglichen. Kennzeichnend für die Erfindung ist der zwischen dem Gruben­ boden 2 und der als Kiesschüttung ausgebildeten Trennschicht 3 befindliche Hohlraum 5, der dadurch gebildet wird, daß die Kiesschüttung 3 nicht unmit­ telbar auf den Grubenboden 2 aufgebracht ist, sondern auf einem Schienen­ boden 4 ruht, d. h. auf einem Zwischenboden, der einen Abstand zum Gruben­ boden 2 aufweist und aus entsprechend der Korngröße der Kiesschüttung 3 eng aneinandergelegten Schienen besteht. Dieser Zwischenboden kann selbstver­ ständlich auch aus beliebigen anderen Profilen (z. B. I-Profil, Rohr) bestehen oder etwa als Gitterrostboden ausgebildet sein. Wesentlich ist nur, daß er eine ausreichende Tragfähigkeit für die Trennschicht 3 und das ggf. hinzukommende Gewicht der aufzunehmenden Schmelze aufweist und gut durchlässig für die Kühlflüssigkeit ist. Erfindungswesentlich ist, daß der Hohlraum 5 an eine Entlüftung 11 angeschlossen ist, die unabhängig von der Entlüfung durch die poröse Trennschicht 3 ist. Dies soll gewährleisten, daß der Raum unterhalb der Trennschicht 3 auch dann noch wirksam entlüftet wird, wenn die gesamte Trennschicht 3 mit Schmelze überflutet und insofern nach oben gasdicht geworden ist, damit im Falle einer Explosion der Explosionsdruck (wie bei einer Explosionsklappe) abgeleitet und das Herausschleudern der Schmelze aus der Notauslaufgrupe 1 vermieden werden kann. Der Querschnitt der Entlüftungsleitung muß dazu ausreichend groß gewählt werden.

Der Hohlraum 5 hat die weitere vorteilhafte Wirkung, daß sich praktisch keine Verunreinigungen am Grubenboden 2 ablagern, die im Falle einer direkt auf den Grubenboden aufgebrachten Kiesschüttung 3 leicht zu Verstopfungen und somit zur Ansammlung von Wasser führen können. Dies vermindert die Entstehung der Explosionsgefahr wesentlich.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Notauslaufgrube ist wie folgt:

Wenn z. B. im Falle eines Ofendurchbruchs gleichzeitig Kühlwasser und flüssiges Eisen in die Notauslaufgrube 1 austreten, läuft das niedrig­ viskose Wasser bevorzugt schnell durch die z. B. 800 mm hohe Kiesschüttung, durch den Schienenboden 4 hindurch zum Grubenboden 2 und vor dort über die Rinne 7 in den Pumpensumpf, wo es abgepumpt werden kann. Damit möglichst wenig Wasser in der Kiesschüttung festgehalten wird, sollten die einzelnen Kieselsteine eine möglichst glatte und regelmäßige Oberfläche aufweisen, d. h. nicht zerklüftet oder gar porös sein. Das auslaufende Eisen dringt - wenn auch langsamer - ebenfalls in die Kiesschicht 3 ein und verdampft das dort noch vorhandene Wasser. Dadurch entsteht aber kein wesentlicher Über­ druck, da dieser durch die Spalte zwischen den einzelnen Schienen des Schienenbodens 4 in den Hohlraum 5 und von dort durch die an die Entlüf­ tungseinrichtung 11 mit großem Querschnitt angeschlossene Rinne 7 ins Freie entweichen kann. Sobald die obere Schicht der Kiesschüttung 3 mit Eisen penetriert und gasdicht geworden ist, bildet sich in der Notauslaufgrube 1 ein Eisenbad, auf dem das austretende Wasser verdampft und ohne weiteres nach oben entweichen kann. Selbst wenn sich unter dem Eisenbad eine Knall­ gasexplosion ereignen sollte, kann diese sicher beherrscht werden, da der Explosionsdruck ins Freie abgeleitet wird.

Um den Aufwand zur Beseitigung der ausgelaufenen Schmelze zu verringern, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Wände 8 der Notauslauf­ grube 1 mit einem Trennmantel zu versehen, damit die Schmelze beim Erstarren nicht an den Grubenwänden 8 haften bleibt und diese beschädigt. Dieser Trennmantel kann beispielsweise aus einem inneren Blechmantel 10 von 2 mm Dicke und einer äußeren 50 mm dicken Furanharz-gebundenen Sandschicht 9 bestehen.

Im Störfall wird dann zwar der Blechmantel 10 schmelzen und das Furanharz sich zersetzen, die Sandschicht verhindert jedoch eine Berührung zwischen der Schmelze und der Grubenwand 8. Damit der durch Erstarrung der Schmelze gebildete Bär ohne Schwierigkeiten aus der Notauslaufgrube 1 herausgezogen werden kann, ist es weiterhin von Vorteil, wenn in die Kiesschüttung 3 ein oder mehrere Eisenbügel 6 oder entsprechende Ösen hineingesteckt sind. Diese Eisenbügel 6 sind nach dem Erstarren der Schmelze fest mit dem Bär verbunden und ermöglichen das einfache Anhängen z. B. an den Hallenkran.

Die erfindungsgemäße Notauslaufgrube stellt eine kostengünstige und wesent­ lich sicherere Lösung zur Beherrschung von Störfällen an flüssigkeits­ gekühlten Metallschmelzaggregaten dar.

Claims (7)

1. Notauslaufgrube für flüssigkeits-, insbesondere wassergekühlte Metall­ schmelzaggregate mit einem von einer für das Kühlmittel leicht durch­ fließbaren porösen Trennschicht, insbesondere einer Kiesschüttung, abgedeckten Grubenboden, der Gefälle und mindestens eine an einen Pumpensumpf angeschlossene Rinne aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (3) zur Bildung eines Hohlraums (5) im Abstand vom Grubenboden (2) angeordnet ist, daß sich der Hohlraum (5) über den gesamten Bereich, der von der Metallschmelze und/oder dem Kühlmittel im Falle eines Notabstichs oder Durchbruchs des Kühlsystems überflutet werden kann, erstreckt sich daß der Hohlraum (5) eine von der Trenn­ schicht (3) unabhängige Entlüftungseinrichtung (11) aufweist.

2. Notauslaufgrube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (3) aus Kieselsteinen mit glatter, regelmäßiger Oberfläche gebildet ist.

3. Notauslaufgrube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (3) von einem Schienen- (4) oder Gitterrostboden abgestützt ist.

4. Notauslaufgrube nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne oder Rinnen (7) in die Entlüftungseinrichtung (11) münden.

5. Notauslaufgrube nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmauerung der Grubenwände (8) innen mit einem Trennmantel versehen ist.

6. Notauslaufgrube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trennschicht (3) mindestens ein nach oben herausragender Eisenbügel (6) eingesteckt ist.

7. Notauslaufgrube nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennmantel aus einem inneren Blechmantel (10) und einer äußeren Furanharz-gebundenen Sandschicht (9) gebildet ist.