DE3938687C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung oder Verminderung des Eindringens von Vorlauf­ schlacke in das Abstichloch eines kippbaren Konverters. Kippbare Konverter besitzen in der Konverterwand eine Auslauföffnung für die Metallschmelze. Zum Überführen der Metallschmelze vom Konverter in eine nachgeschaltete Pfanne wird der Konverter so weit gekippt, daß die Metall­ schmelze über der Ausgußöffnung steht. Da auf der Metall­ schmelze stets eine bestimmte Menge Schlacke aufliegt, gerät beim Kippen des Konverters zunächst die Schlacke über die Auslauföffnung bzw. den Abstich des Konverters. Da die Schlacke nicht mit in die Gießpfanne gelangen darf, weil sie ansonsten die Schmelze verunreinigen würde, ergibt sich die Forderung, die Schlacke zurückzuhalten beziehungs­ weise durch weiteres Kippen des Konverters am Abstich vorbeizuführen. Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, daß die Auslauföffnung des Konverters temporär verschlossen wird.

Dazu sind verschiedene Verschlußvorrichtungen bekannt, die erst dann geöffnet werden, wenn die Schlacke am Ab­ stich vorbeigeführt ist. Eine bekannte Verschlußvorrich­ tung für das Abstichloch eines kippbaren Konverters be­ steht aus einem Schiebersystem. Ein solches System ist relativ aufwendig und kann nicht verhindern, daß zumin­ dest ein Teil der Schlacke beim Kippen in das Abstichloch gelangt. In der Praxis versucht man diesen Nachteil da­ durch zu umgehen, daß von unten in den Konverterabstich teergetränkte Textilknäuel hineingeschoben werden. Diese Maßnahme stellt jedoch nur ein Provisorium dar.

Aus dem DE-GM 88 05 975 ist zum gleichen Zweck eine Art Verschlußstopfen aus feuerfestem Material bekannt, das nach einer bestimmten Zeit (nachdem die Schlacke am Abstich­ loch vorbeigeführt wurde) zerrieselt und die Abstichöff­ nung freigibt. Der bekannte Verschlußstopfen hat den Nach­ teil, daß größere Mengen an Feuerfestmaterial konfektio­ niert werden müssen und anschließend ebenfalls in die Pfanne ablaufen. Darüber hinaus ist die Zerstörung des bekannten Stopfens kaum reproduzierbar und es besteht die Gefahr, daß der Konverterabstich nicht vollständig freigegeben wird.

Weiterhin ist aus der DE-AS 25 49 728 ein Verschlußstopfen aus einem Kegelstumpf mit einem äußeren Blechmantel und einer darin befindlichen plastischen, leicht verformbaren, hitzefesten Masse bekannt. Es wird also ein großvolumiger Verschlußstopfen vorgeschlagen, bei dem nicht nur das oberseitige Stirnblech, sondern vor allem auch das gesamte, ausgefüllte Volumen des Kegelstumpfes von der Metallschmelze aufgeschmolzen beziehungsweise freigelegt werden muß.

Insoweit entstehen die gleichen Probleme wie beim Verschlußstopfen nach dem DE-GM 88 05 975.

Bei einer Verschlußeinrichtung nach der DE-AS 11 45 205 wird ein Verschlußrohr mit einem aufschmelzbaren Deckel beschrieben, wobei das Rohr selbst wiederum im Abstich über einen Mörtel positioniert wird. Auch hier wird nach dem Aufschmelzen des Deckels der feuerfeste Mörtel mit ausgetragen.

Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der die Vorlaufschlacke sicher über den Bereich des Abstichloches beim Kippen des Konver­ ters vorbeigeführt werden kann, so daß beim anschließenden Öffnen des Abstiches nur noch Metallschmelze ausfließt.

Ausgehend von der Überlegung, daß zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Schlacke das Abstichloch erreicht und dem Zeit­ punkt, zu dem die Schlacke am Abstichloch vorbeigeführt ist, in der Regel maximal zwei Minuten liegen, steht die Erfindung unter der Erkenntnis, daß es nicht notwendig ist, größere, voluminöse feuerfeste Verschlußvorrichtungen im Abstichloch vorzusehen, sondern es vielmehr ausreicht, eine über den vorgenannten Zeitraum temporär beständige Einrichtung im Abstichloch anzuordnen. Anspruch 1 beschreibt die Merkmale des Erfindungsgegenstandes.

Die Standzeit der Vorrichtung wird dabei so gewählt, daß in Abhängigkeit von den herrschenden Temperaturen von Schlacke beziehungsweise Metallschmelze sowie der Kipp­ geschwindigkeit des Konverters sichergestellt ist, daß die Vorrichtung erst dann aufschmilzt, wenn die Schlacke das Abstichloch passiert hat, so daß nach dem Aufschmelzen der Vorrichtung nur noch die Metallschmelze in die nach­ geschaltete Pfanne ausläuft.

Dabei kann die Standzeit durch Auswahl eines entsprechen­ den Bleches, der Blechstärke, der Dicke und Materialaus­ wahl der feuerfesten Beschichtung eingestellt werden. In der Regel wird diese Auswahl so getroffen, daß die Vorrichtung 30 bis 60 Sekunden nach Kippen des Konver­ ters und Vorbeiführen der Schlacke beziehungsweise Metall­ schmelze an der Abstichöffnung vollständig aufschmilzt und die Abstichöffnung freigibt. Wie oben ausgeführt, gilt für bekannte Konverter, daß dieser kurze Zeitraum ausreicht, um die Schlacke vollständig am Abstich vorbei­ zuführen. Danach muß der Abstich aber kurzfristig und vollständig freigelegt werden, was mit der Vorrichtung jetzt möglich wird.

Um eine selbsttätige Positionierung der Vorrichtung im Abstich, dem Konverterinneren benachbart, zu erreichen, ist das Blech mit einer solchen Querschnittsfläche auszubilden, daß es beim Einschieben in das Abstichloch (von außen) randseitig sich an der Wandung des Abstichloches festklemmt, das heißt, die Querschnittsfläche des Bleches ist dann größer als die Querschnittsfläche des Abstichloches des Konverters oder zumindest ist der größte Durchmesser des Bleches größer als der Durchmesser des Abstichloches.

Zu diesem Zweck ist das Blech randseitig geschwächt ausgebildet, so daß sich das Blech umbiegen kann. Aufgrund der elastischen Wirkung des Bleches kann es dann besonders leicht gegen die Wandung des Abstichloches festgelegt werden. Die Schwächung des Randbereiches kann wiederum auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Entweder ist der Randbereich nur dünner ausgebildet, so daß er sich leichter verformen läßt, oder aber es sind Aussparungen im Randbereich vorgesehen, wobei die dazwischenliegenden Abschnitte sich beim Einschieben der Vorrichtung in die Abstichöffnung analog verformen und die Innenflächen der Aussparungen danach nur noch in geringem Abstand zur Wand der Abstichöffnung beziehungsweise direkt an dieser liegen. In diesem Fall ist der Randbereich des Bleches also mit einer Vielzahl von Vor- und Rücksprüngen ausgebildet. Ebenso ist es möglich, den Umfangsbereich des Bleches zum Beispiel mit verschiedenen evolventen­ artigen Zähnen (Lappen) zu versehen, die dem gleichen Zweck dienen wie die Ausführungsform mit Aussparungen. Letztendlich werden zwischen den evolventenartigen Lappen dann ebenfalls Aussparungen gebildet.

Da die Standzeit der Vorrichtung nur sehr gering ist, können sowohl das Blech als auch die keramische Beschichtung sehr dünn gewählt werden. In der Praxis wird eine Blech­ stärke ebenso wie eine Stärke der keramischen Beschichtung von jeweils 1 bis 3 mm ausreichen.

Die keramische Beschichtung hat den Vorteil, daß sie dem Blech eine Art "Hitzeschutz" gibt. Würde nur ein reines Blech verwendet, würde dieses unmittelbar aufschmelzen, nachdem die heiße Schlacke das Blech berührt. Der gewünschte temporäre Verschluß wäre dann nicht zu erreichen.

Die keramische Beschichtung wird vorzugsweise auf das Blech aufgeklebt, zum Beispiel mit Hilfe eines keramischen Klebers. Grundsätzlich eignen sich alle möglichen kera­ mischen Werkstoffe als Beschichtungsmaterial. Besonders vorteilhaft ist es, feuerfeste Abfallstoffe zu verwenden. Ebenso kann aber auch Schamotte als Beschichtungsmaterial dienen. Der keramische (gegebenenfalls feuerfeste) Werk­ stoff sollte dabei in einer Kornfraktion kleiner 5 mm, vorzugsweise kleiner 3 mm vorliegen. Auch die Verwendung hochfeuerfester Werkstoffe behindert die Sicherheit bezie­ hungsweise das Aufschmelzen der Vorrichtung nicht, sofern sie entsprechend dünn aufgetragen wird, zumal aufgrund der Temperatureinwirkung das darunterliegende Blech kurz­ fristig aufschmilzt und die keramische Schicht danach zusammenbricht.

Das beschichtete Blech kann mittels einer entsprechenden Vorrichtung, zum Beispiel einer Stange, von unten (außen) in das Abstichloch bis in dessen Öffnungsbereich zum Kon­ verterinneren hin vorgeschoben werden. Damit wird der Verschluß unmittelbar im Übergangsbereich zum Konverter­ inneren erreicht, so daß auch ein teilweises Eindringen von Schlacke in das Abstichloch verhindert wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, die Vorrichtung aus mindestens zwei Blechabschnitten auszu­ bilden, die im Abstand zueinander angeordnet und über einen Steg miteinander verbunden sind. Auf diese Art wird eine Art Selbstjustierung der Vorrichtung in der Abstich­ öffnung erreicht. Dabei weisen beide Bleche vorzugsweise die gleiche Formgebung auf, jedoch ist es nicht notwendig, das untere Blech ebenfalls mit einer feuerfesten Beschich­ tung zu versehen, wenngleich dies nicht ausgeschlossen ist.

Im Gegensatz zur Vorrichtung nach dem DE-GM 88 05 975 werden hier nur sehr geringe Materialmengen für das Blech beziehungsweise die Beschichtung benötigt und auch bei einer Ausführungsform mit zwei, im Abstand zueinander angeordneten Blechen bleibt der Zwischenraum frei.

Insoweit unterscheidet sich die Vorrichtung auch grund­ sätzlich von Einrichtungen, mit denen Nachlaufschlacke zurückgehalten werden soll, wie sie beispielsweise in der DE-OS 36 10 449 beschrieben sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungs­ beispiele näher erläutert. Dabei zeigen in schematisierter Darstellung

Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Aus­ führungsform der Vorrichtung.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus zwei runden Ble­ chen 10, 12, die über einen mittigen zylinderförmigen Metallsteg 14 verbunden sind. Von beiden Blechen 10, 12 stehen randseitig verschiedene Lappen 16 ab, und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Axialrichtung des Steges 14. Zwischen den Lappen 16 sind entsprechende Aussparungen 18 zu erkennen.

Die Dimensionierung der baugleichen Bleche 10, 12, ein­ schließlich der Lappen 16 ist derart, daß die (gedachte) Querschnittsfläche jedes Bleches (einschließlich der Lap­ pen) größer als die Querschnittsfläche des Abstichloches des Konverters ist, so daß sich die Lappen beim Einschie­ ben in die Abstichöffnung weiter verformen, indem sie nach unten (entgegen der Einschubrichtung der Vorrichtung) abgebogen werden. Auf diese Weise positionieren sich die Bleche 10, 12 praktisch selbständig innerhalb des Abstich­ loches.

Der Durchmesser der Bleche 10, 12 (ohne die Lappen) ist dabei gleich oder geringfügig kleiner als der Durchmesser des Abstichloches, so daß der Rand der Bleche 10, 12 in der Verschlußstellung unmittelbar vor oder an der Wand des Abstichloches liegt.

Das obere Blech 10, das wie das untere Blech 12 etwa 1 mm stark ist, ist mit einer feuerfesten Beschichtung 20 aus Schamotte mit einer Korngröße kleiner 5 mm beschichtet und mittels eines keramischen Klebers auf die Scheibe aufgeklebt worden. Ebenso könnte auch ein anderes, vorzugs­ weise isolierendes keramisches Material zum Beispiel auf Basis Magnesit verwendet werden.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß die scheibenförmigen Bleche 10, 12 randseitig mit evolventenartig gestalteten Lappen 16 ausgebildet sind, wobei auch hier wieder der größte Durchmesser der baugleichen Bleche 10, 12 größer ist als der Innendurchmesser des Abstichloches, so daß es beim Einschieben der Vorrichtung in das Abstichloch des Konver­ ters in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben zu einer Verspannung der Vorrichtung im Abstichloch und damit einer Positionierung der Vorrichtung unmittelbar im Übergangs­ bereich zum Konverterinneren kommt. Auch hier sind die scheibenförmigen Bleche 10, 12 durch einen zylinderförmigen Metallsteg 14 verbunden, der an den Blechen 10, 12 ange­ schweißt ist.

Die dargestellten Vorrichtungen werden von außen in das Abstichloch des Konverters eingeschoben, bis die obere Scheibe 10 unmittelbar im Öffnungsbereich zum Konverter­ inneren liegt und sich dort randseitig an die Wand des Abstichloches anschmiegt. Die keramische Beschichtung der oberen Bleche 10 ist dann praktisch fluchtend mit der feuerfesten Ausmauerung des Konverters.

An der unteren Seite der unteren Scheiben 12 kann ein Adapter vorgesehen werden, über den die Vorrichtung zum Beispiel mittels einer Führungsstange in das Abstichloch eingeschoben wird.

Beide Vorrichtungen weisen beim Konverterabstich eine Haltbarkeit von 30 bis 60 Sekunden auf. Dann ist die maxi­ male Haltbarkeit der keramischen Beschichtung 20 sowie der Bleche 10, 12 erreicht und die Bleche schmelzen auf beziehungsweise die Beschichtung zerbricht, so daß das Abstichloch freigegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Vorlaufschlacke durch weiteres Kippen des Konverters am Abstichloch vorbeigeführt worden, so daß nur noch Metall­ schmelze in den Abstich gelangt.

Aufgrund der sehr geringen eingesetzten Materialmengen gelangen nur wenig Fremdteilchen der keramischen Beschich­ tung 20 beziehungsweise der Bleche 10, 12 durch den Abstich in die Pfanne. Gleichzeitig wird jedoch ein äußerst sicherer Verschluß für die kurze Zeitspanne erreicht, in der die Schlacke über die Abstichöffnung geführt wird.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Verhinderung oder Vermin­ derung des Eindringens von Vorlaufschlacke in das Ab­ stichloch eines kippbaren Konverters aus mindestens einem mit einer keramischen Beschichtung (20) ver­ sehenen Blech (10, 12), dessen Querschnittsfläche größer ist als die Querschnittsfläche des Abstichloches des Konverters und das einen geschwächten randseitigen Abschnitt zur Positionierung im Abstichloch des Konverters zum Inneren des Konverters hin aufweist und aus einem solchen Material besteht oder so dimensioniert ist, daß es beim Vorbeiführen der Schlacke oder Metallschmelze am Abstichloch innerhalb von längstens zwei Minuten aufschmilzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Randbereich des Blechs/der Bleche dünner ausgebildet ist als die übrige Fläche des entsprechenden Bleches (10, 12) .

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Rand­ bereich des Blechs/der Bleche nach außen offene Ausstanzungen (18) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die zwischen den Ausstanzungen (18) gebildeten Lappen (16) eine evolventenartige Form aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Blech (10, 12) eine Stärke von 1 bis 3 mm aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die keramische Beschichtung (20) 1 bis 3 mm stark ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die keramische Beschichtung (20) auf das zugehörige Blech (10, 12) aufgeklebt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die keramische Beschichtung (20) aus feuerfesten Abfallstoffen einer Kornfraktion kleiner 5 mm besteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die keramische Beschichtung (20) aus Schamotte besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Blechen (10, 12), wobei die Bleche (10, 12) durch einen Steg (14) mitein­ ander verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der nur das dem Konver­ terinneren zugewandte Blech (10) eine keramische Be­ schichtung (20) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der der Steg (14) aus Metall besteht.