EP0175675B1 - Tilting channel for guiding a molten material - Google Patents
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- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/14—Charging or discharging liquid or molten material
Definitions
- the invention relates to a tipping trough for guiding molten material, in particular mineral spinnable materials, such as slag, with a trough-shaped trough body which can be pivoted about a tipping axis by means of a swivel drive from a normal operating position to an emergency operating position and vice versa, and has spouts at opposite ends the end spouts has a point of impact for a jet of molten material.
- molten material in particular mineral spinnable materials, such as slag
- a tipping channel is known for example from DE-C-628 234. It serves to direct the molten material hitting the tipping channel in one jet in different directions and thus into different vessels.
- the point of impact of the beam is subject to a particularly high thermal load in tipping channels.
- the impact of the jet also causes erosion of the refractory lining of the known channel at the point of impact and thus contamination of the melt by refractory material.
- the fireproof lining must be replaced at the point of impact at short intervals. This is particularly the case when the jet of molten material emerges from a metallurgical vessel approximately horizontally, since one is then forced to arrange the longitudinal axis of the tipping channel approximately transversely to the plane of the jet.
- the trough-shaped channel body is formed by two channel parts which enclose an angle 0 «p ⁇ 180 °, preferably an approximately right angle, with the bottom of a first channel part being arranged at a lower level than the floor of the second channel part is, the point of impact of the jet at the first channel part is provided close to the junction with the second channel part, and the vertical central plane of the first channel part is in the downward inclined normal operating position of the first channel part in the plane formed by the beam.
- a structurally particularly simple embodiment is characterized in that the second channel part is arranged with its longitudinal axis parallel to the tilt axis.
- both channel parts form an acute angle with their longitudinal axes with the tilt axis, preferably an angle of 45 °, the tilt axis in the region of the mouth of the first channel part is arranged in the second channel part.
- the two channel parts keep each other about the equilibrium about the equilibrium, so that the swivel drive only has to overcome the moment of inertia of the tilting channel about the tilting axis when pivoting or to hold the tilting channel securely in the different positions.
- the first channel part is preferably arranged rotated about its longitudinal axis with respect to the second channel part.
- a simple to produce embodiment is characterized in that the channel parts have a V-shaped cross section standing at the tip when the melt flows and are each formed by two side walls which are at the same angle to one another, preferably at right angles to one another, one side wall of the second gutter part lying at a higher level merges into the upper edge of a side wall of the first gutter part.
- the side walls are preferably hollow and provided with water cooling, which gives the advantage that a solidified material layer, ie. H. an insulation of the same type forms, which makes brickwork unnecessary and prevents contamination of the molten material by foreign material.
- FIG. 1 shows a section through an electric furnace, on the spout of which the tipping trough according to the invention is mounted according to a first embodiment.
- FIG. 2 shows a section through the furnace taken along the line 11-11 of FIG. 1.
- the tilting channel according to the first embodiment is shown on an enlarged scale in an oblique view in different tilting positions.
- FIG. 5 illustrates a further embodiment of the tipping channel in a representation analogous to FIG. 3.
- melt 3 The materials 2 melted in an electric furnace 1 collect as melt 3 at the bottom 4 of the electric furnace 1. As soon as the casting level 5 reaches the lower edge 6 of the tap hole 7, melt 3 flows through the tap hole 7 from the electric furnace 1.
- melt 3 has impurities at the beginning and z. B. must not get into a downstream spinner for spinning the melt.
- a tipping channel 8 is arranged below the tap hole 7, which has two channel parts 12, 13 including an approximately right angle 11 with their longitudinal axes 9, 10, the Bottom 14 of the first channel part 12 extending in the direction of the tap hole 7 extending from the tap hole 7 is arranged at a lower level than the bottom 16 of the second channel part 13 arranged at right angles thereto and thus approximately at right angles to the plane 17 of the jet 15.
- the tipping channel 8 is attached to the electric furnace in such a way that the point of impact 18 of the beam lies in the first channel part 12, u. between near the confluence with the second channel part 13.
- the tipping channel 8 can be pivoted about a tilting axis 19 which is arranged parallel to the second channel part 13 and is mounted on the electric furnace 1 by means of two brackets 20 which are fastened to the furnace jacket 21.
- both channel parts 12, 13 have a V-shaped cross-section, the side walls 24, 25, 26, 27 of the channel parts 12, 13 each of two hollow at approximately right angles to each other , coolant-permeable plates are formed.
- the first channel part 12 is arranged rotated about its longitudinal axis 9 with respect to the second channel part 13, the side wall 27 of the second channel part 13 lying at a higher level merging into the upper edge 28 of the side wall 25 of the first channel part 12.
- the second side wall 26 of the second channel part 13 abuts a wall part 29 that rises above the corresponding side wall 24 of the first channel part 12.
- the first channel part 12 has a coolant supply connection 30 near its spout 23, so that the coolant flows through this channel part 12 against the direction of flow of the molten material.
- the coolant then passes into the second channel part 13, from which it exits through the outlet connection 32 arranged on the spout 31 of the second channel part 13.
- the function of the tipping trough is as follows: In normal operating position A, which is shown in FIGS. 1, 2 and 3, the jet 15 pours into the first trough part 12, the jet not being deflected out of its plane 17, because of how 3 shows the vertical central plane 33 of the first channel part 12, in the downwardly inclined position of this channel part (that is to say in the normal operating position A), in the plane 17 formed by the jet 15.
- the impact point 18 of the pouring jet 15 is still in the first channel part 12, as is the case with the tipping channel 8 in the normal operating position A, but the first channel part 12 directed upwards in the emergency operating position B causes sump formation the impact point 18, and the molten material only reaches the second channel part 13 after entering the sump, which leads the molten material to an emergency collecting container 34.
- the tilting axis 19 'of the tilting channel 8' is no longer arranged parallel to the second channel part 13, but rather includes an acute angle 35 with the two longitudinal axes 9 and 10 of the channel parts 12, 13, which is approximately Is 45 °.
- the tilting axis 19 ' is furthermore not arranged horizontally as in FIG. 1, but is arranged obliquely in space, and extends approximately through the center of gravity of the tilting channel 8'. With this measure, the tipping channel 8 'can be pivoted with little effort.
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kipprinne zur Führung von schmelzflüssigem Material, insbesondere von mineralischen verspinnbaren Stoffen, wie Schlacke, mit einem um eine Kippachse mittels eines Schwenkantriebes aus einer Normalbetriebs- in eine Notbetriebsposition und umgekehrt schwenkbaren, an gegenüberliegenden Enden mit Ausgüssen versehenen muldenförmigen Rinnenkörper, der zwischen den endseitigen Ausgüssen eine Auftreffstelle für einen Strahl schmelzflüssigen Materials aufweist.The invention relates to a tipping trough for guiding molten material, in particular mineral spinnable materials, such as slag, with a trough-shaped trough body which can be pivoted about a tipping axis by means of a swivel drive from a normal operating position to an emergency operating position and vice versa, and has spouts at opposite ends the end spouts has a point of impact for a jet of molten material.
Eine Kipprinne ist beispielsweise aus der DE-C-628 234 bekannt. Sie dient dazu, das in einem Strahl auf die Kipprinne auftreffende schmelzflüssige Material wahlweise in verschiedene Richtungen und damit in unterschiedliche Gefäße zu leiten. Die Auftreffstelle des Strahles ist bei Kipprinnen einer besonders hohen thermischen Belastung ausgesetzt. Durch den auftreffenden Strahl kommt es an der Auftreffstelle weiters zu Erosionserscheinungen der feuerfesten Auskleidung der bekannten Rinne und damit zu einer Verschmutzung der Schmelze durch Feuerfestmaterial. Die feuerfeste Auskleidung muß an der Auftreffstelle in kurzen Abständen erneuert werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Strahl des schmelzflüssigen Materials aus einem metallurgischen Gefäß etwa horizontal austritt, da man dann gezwungen ist, die Längsachse der Kipprinne etwa quer zur Ebene des Strahles anzuordnen. In diesem Fall tritt an der Auftreffstelle des Strahles zusätzlich eine Umlenkung des schmelzflüssigen Materials um etwa 90° aus der Ebene des Strahles heraus auf, wodurch die Auftreffstelle besonders hoch belastet ist und die Kipprinne dementsprechend oft neu zugestellt werden muß.A tipping channel is known for example from DE-C-628 234. It serves to direct the molten material hitting the tipping channel in one jet in different directions and thus into different vessels. The point of impact of the beam is subject to a particularly high thermal load in tipping channels. The impact of the jet also causes erosion of the refractory lining of the known channel at the point of impact and thus contamination of the melt by refractory material. The fireproof lining must be replaced at the point of impact at short intervals. This is particularly the case when the jet of molten material emerges from a metallurgical vessel approximately horizontally, since one is then forced to arrange the longitudinal axis of the tipping channel approximately transversely to the plane of the jet. In this case, a deflection of the molten material occurs at the point of impact of the jet by about 90 ° out of the plane of the jet, which places a particularly high load on the point of impact and accordingly the tipping channel often has to be readjusted accordingly.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Kipprinne der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die Auftreffstelle des Strahles eine etwa gleich hohe Lebensdauer aufweist wie die übrige Rinne und bei der in der Betriebsposition, d. h. in der hauptsächlich verwendeten Kipposition, eine Umlenkung des Gießstrahles aus seiner Ebene heraus vermieden wird.The invention aims to avoid these disadvantages and difficulties and has the object to provide a tipping channel of the type described above, in which the point of impact of the beam has approximately the same lifespan as the rest of the channel and in which in the operating position, i. H. in the mainly used tilt position, a deflection of the pouring jet out of its plane is avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der muldenförmige Rinnenkörper von zwei mit ihren Längsachsen einen Winkel 0 «p < 180°, vorzugsweise einen etwa rechten Winkel einschließenden Rinnenteilen gebildet ist, wobei der Boden eines ersten Rinnenteiles gegenüber dem Boden des zweiten Rinnenteiles niveaumäßig tieferliegend angeordnet ist, die Auftreffstelle des Strahles am ersten Rinnenteil nahe bei der Einmündung in den zweiten Rinnenteil vorgesehen ist, und die vertikale Mittelebene des ersten Rinnenteiles bei abwärts geneigter Normalbetriebsposition des ersten Rinnenteiles in der vom Strahl gebildeten Ebene liegt.This object is achieved according to the invention in that the trough-shaped channel body is formed by two channel parts which enclose an angle 0 «p <180 °, preferably an approximately right angle, with the bottom of a first channel part being arranged at a lower level than the floor of the second channel part is, the point of impact of the jet at the first channel part is provided close to the junction with the second channel part, and the vertical central plane of the first channel part is in the downward inclined normal operating position of the first channel part in the plane formed by the beam.
Durch die winkelförmige Ausbildung des Rinnenkörpers ist es möglich, einen der Rinnenteile des Rinnenkörpers, u. zw. jenen, der beim Normalbetrieb der Kipprinne durchströmt wird, in der Ebene des Strahles schmelzflüssigen Materials anzuordnen, so daß eine Umlenkung des Strahles aus seiner Ebene heraus und damit Erosionserscheinungen weitgehend vermieden werden. Durch Anordnung der Auftreffstelle am niveaumäßig tieferen Boden eines der Rinnenteile befindet sich nach Kippen der Rinne in Notbetriebsposition an der Auftreffstelle ein Sumpf schmelzflüssigen Materials, in den der Strahl trifft, wodurch der Strahl nicht auf einer Rinnenwand auftrifft und Erosionserscheinungen auch in dieser Position der Kipprinne weitgehend vermieden werden.Due to the angular design of the channel body, it is possible to u. between those that are flowed through during normal operation of the tipping channel, to arrange molten material in the plane of the jet, so that deflection of the jet out of its plane and thus erosion phenomena are largely avoided. By arranging the point of impact on the level-deep bottom of one of the channel parts, after tipping the channel in the emergency operating position, there is a sump of molten material at the point of impact into which the jet strikes, as a result of which the jet does not strike a channel wall and largely shows signs of erosion even in this position of the tipping channel be avoided.
Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Rinnenteil mit seiner Längsachse parallel zur Kippachse angeordnet ist.A structurally particularly simple embodiment is characterized in that the second channel part is arranged with its longitudinal axis parallel to the tilt axis.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei der der Schwenkantrieb im wesentlichen keine Hubarbeit zu leisten hat, ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Rinnenteile mit ihren Längsachsen mit der Kippachse einen spitzen Winkel einschließen, vorzugsweise einen Winkel von 45°, wobei die Kippachse im Bereich der Einmündung des ersten Rinnenteiles in den zweiten Rinnenteil angeordnet ist. Die beiden Rinnenteile halten einander um die Kippachse etwa das Gleichgewicht, so daß der Schwenkantrieb beim Verschwenken lediglich das Trägheitsmoment der Kipprinne um die Kippachse zu überwinden bzw. die Kipprinne in den unterschiedlichen Stellungen sicher zu halten hat.Another preferred embodiment, in which the pivot drive has essentially no lifting work, is characterized in that both channel parts form an acute angle with their longitudinal axes with the tilt axis, preferably an angle of 45 °, the tilt axis in the region of the mouth of the first channel part is arranged in the second channel part. The two channel parts keep each other about the equilibrium about the equilibrium, so that the swivel drive only has to overcome the moment of inertia of the tilting channel about the tilting axis when pivoting or to hold the tilting channel securely in the different positions.
Vorzugsweise ist der erste Rinnenteil um seine Längsachse gegenüber dem zweiten Rinnenteil verdreht angeordnet.The first channel part is preferably arranged rotated about its longitudinal axis with respect to the second channel part.
Eine einfach herzustellende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnenteile einen V-förmigen, bei Schmelzendurchfluß auf der Spitze stehenden Querschnitt aufweisen und jeweils von zwei im gleichen Winkel zueinander stehenden Seitenwänden, vorzugsweise im rechten Winkel zueinander stehenden Seitenwänden, gebildet sind, wobei eine Seitenwand des niveaumäßig höherliegenden zweiten Rinnenteiles in die Oberkante einer Seitenwand des ersten Rinnenteiles übergeht.A simple to produce embodiment is characterized in that the channel parts have a V-shaped cross section standing at the tip when the melt flows and are each formed by two side walls which are at the same angle to one another, preferably at right angles to one another, one side wall of the second gutter part lying at a higher level merges into the upper edge of a side wall of the first gutter part.
Um ein Herausspritzen des schmelzflüssigen Materials aus der Kipprinne in Notbetriebsposition zu vermeiden, geht eine Seitenwand des niveaumäßig höherliegenden zweiten Rinnenteiles in einen eine Seitenwand des ersten Rinnenteiles überhöhenden Wandteil über.In order to prevent the molten material from splashing out of the tipping channel in the emergency operating position, a side wall of the second channel part, which is at a higher level, merges into a wall part higher than a side wall of the first channel part.
Vorzugsweise sind die Seitenwände hohl ausgebildet und mit einer Wasserkühlung versehen, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß sich an den Innenseiten des Rinnenkörpers eine erstarrte Materialschicht, d. h. eine artgleiche Isolierung bildet, die eine Ausmauerung erübrigt und eine Verschmutzung des schmelzflüssigen Materials durch Fremdmaterial verhindert.The side walls are preferably hollow and provided with water cooling, which gives the advantage that a solidified material layer, ie. H. an insulation of the same type forms, which makes brickwork unnecessary and prevents contamination of the molten material by foreign material.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Fig. 1 einen Schnitt durch einen Elektroofen, an dessen Ausguß die erfindungsgemäße Kipprinne gemäß einer ersten Ausführungsform montiert ist, zeigt. Fig. 2 stellt einen entlang der Linie 11-11 der Fig. 1 geführten Schnitt durch den Ofen dar. In den Fig. 3 und 4 ist die Kipprinne gemäß der ersten Ausführungsform im vergrößerten Maßstab in Schrägrißdarstellung in unterschiedlichen Kippositionen gezeigt. Fig. 5 veranschaulicht in zu Fig. 3 analoger Darstellung eine weitere Ausführungsform der Kipprinne.The invention is based on the drawing of two exemplary embodiments explained, Fig. 1 shows a section through an electric furnace, on the spout of which the tipping trough according to the invention is mounted according to a first embodiment. FIG. 2 shows a section through the furnace taken along the line 11-11 of FIG. 1. In FIGS. 3 and 4, the tilting channel according to the first embodiment is shown on an enlarged scale in an oblique view in different tilting positions. FIG. 5 illustrates a further embodiment of the tipping channel in a representation analogous to FIG. 3.
Die in einem Elektroofen 1 geschmolzenen Materialien 2 sammeln sich als Schmelze 3 am Boden 4 des Elektroofens 1. Sobald der Gießspiegel 5 die Unterkante 6 des Abstichloches 7 erreicht, strömt Schmelze 3 durch das Abstichloch 7 aus dem Elektroofen 1. Hierbei besteht das Problem, die zu Beginn aus dem Abstichloch 7 austretende Schmelze 3 in einen Notauffangbehälter zu leiten, da die Schmelze 3 zu Beginn Verunreinigungen aufweist und z. B. nicht in einen nachgeordneten Spinner zum Verspinnen der Schmelze gelangen darf.The
Um die wahlweise Führung des schmelzflüssigen Materials in einen Notauffangbehälter oder zur weiteren regulären Verwertung zu ermöglichen, ist unterhalb des Abstichloches 7 eine Kipprinne 8 angeordnet, die zwei mit ihren Längsachsen 9, 10 einen etwa rechten Winkel 11 einschließende Rinnenteile 12, 13 aufweist, wobei der Boden 14 des in Richtung des aus dem Abstichloch 7 austretenden Strahles 15 verlaufenden ersten Rinnenteiles 12 gegenüber dem Boden 16 des rechtwinkelig dazu und damit etwa rechtwinkelig zur Ebene 17 des Strahles 15 angeordneten zweiten Rinnenteiles 13 niveaumäßig tieferliegend angeordnet ist. Die Kipprinne 8 ist am Elektroofen derart befestigt, daß die Auftreffstelle 18 des Strahles im ersten Rinnenteil 12 liegt, u. zw. nahe der Einmündung in den zweiten Rinnenteil 13.In order to enable the optional guiding of the molten material into an emergency collecting container or for further regular recycling, a
Die Kipprinne 8 ist um eine Kippachse 19 schwenkbar, die parallel zum zweiten Rinnenteil 13 angeordnet ist und mittels zweier Konsolen 20, die am Ofenmantel 21 befestigt sind, am Elektroofen 1 gelagert. Zum Schwenken der Kipprinne dient ein Schwenkantrieb 22, der als Druckmittelzylinder ausgebildet ist und einerseits nahe beim Ausguß 23 des ersten Rinnenteiles 12 und andererseits am Ofenmantel 21 angelenkt ist.The tipping
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, weisen beide Rinnenteile 12, 13 einen V-förmigen Querschnitt auf, wobei die Seitenwände 24, 25, 26, 27 der Rinnenteile 12, 13 von jeweils zwei im etwa rechten Winkel zueinander stehenden, hohlen, kühlmitteldurchflossenen Platten gebildet sind. Der erste Rinnenteil 12 ist um seine Längsachse 9 gegen- über dem zweiten Rinnenteil 13 verdreht angeordnet, wobei die Seitenwand 27 des niveaumäßig höherliegenden zweiten Rinnenteiles 13 in die Oberkante 28 der Seitenwand 25 des ersten Rinnenteiles 12 übergeht. Die zweite Seitenwand 26 des zweiten Rinnenteiles 13 stößt an einen, die entsprechende Seitenwand 24 des ersten Rinnenteiles 12 überhöhenden Wandteil 29.As can be seen from FIGS. 3 and 4, both
Der erste Rinnenteil 12 weist nahe bei seinem Ausguß 23 einen Kühlmittelzuführstutzen 30 auf, so daß das Kühlmittel diesen Rinnenteil 12 entgegen der Strömungsrichtung des schmelzflüssigen Materials durchströmt. Das Kühlmittel gelangt anschließend in den zweiten Rinnenteil 13, von dem es durch den am Ausguß 31 des zweiten Rinnenteiles 13 angeordneten Austrittsstutzen 32 austritt.The
Die Funktion der Kipprinne ist folgende : In Normalbetriebsposition A, die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist, ergießt sich der Strahl 15 in den ersten Rinnenteil 12, wobei der Strahl aus seiner Ebene 17 nicht ausgelenkt wird, da, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die vertikale Mittelebene 33 des ersten Rinnenteiles 12, bei in abwärts geneigter Stellung dieses Rinnenteiles (also in Normalbetriebsposition A), in der vom Strahl 15 gebildeten Ebene 17 liegt. In Notbetriebsposition B, die in Fig. 4 dargestellt ist, und die dann eingenommen werden muß, wenn das schmelzflüssige Material nicht zu der dem Ausguß 23 des ersten Rinnenteiles anschließenden Einrichtung, beispielsweise einem Spinner, gelangen soll, - also bei Betriebsbeginn (verunreinigte Schmelze) oder bei Störungen des Elektroofens 1 oder des Spinners -, liegt die Auftreffstelle 18 des Gießstrahles 15 nach wie vor im ersten Rinnenteil 12, so wie bei in Normalbetriebsposition A befindlicher Kipprinne 8. Der in Notbetriebsposition B aufwärts gerichtete erste Rinnenteil 12 bedingt jedoch eine Sumpfbildung über der Auftreffstelle 18, und das schmelzflüssige Material gelangt erst nach Eintritt in den Sumpf in den zweiten Rinnenteil 13, der das schmelzflüssige Material zu einem Notauffangbehälter 34 führt.The function of the tipping trough is as follows: In normal operating position A, which is shown in FIGS. 1, 2 and 3, the
Gemäß der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die Kippachse 19' der Kipprinne 8' nicht mehr parallel zum zweiten Rinnenteil 13 angeordnet, sondern sie schließt mit den beiden Längsachsen 9 und 10 der Rinnenteile 12, 13 jeweils einen spitzen Winkel 35 ein, der etwa 45° beträgt. Die Kippachse 19' ist weiters nicht horizontal wie in Fig. 1, sondern schräg im Raum liegend angeordnet, und sie erstreckt sich etwa durch den Schwerpunkt der Kipprinne 8'. Durch diese Maßnahme ist die Kipprinne 8' mit geringem Kraftaufwand verschwenkbar.According to the embodiment shown in FIG. 5, the tilting axis 19 'of the tilting channel 8' is no longer arranged parallel to the
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern ist in verschiedener Hinsicht modifizierbar. Der Querschnitt der Rinnenteile kann rechteckförmig oder trapezförmig gestaltet sein. Der Winkel, den die beiden Rinnenteile miteinander einschließen, ist vorteilhaft ein rechter Winkel, jedoch können die beiden Rinnenteile auch einen davon abweichenden Winkel einschließen. Dieser Winkel richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten, d. h. dem zur Verfügung stehenden Platz.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown in the drawing, but can be modified in various ways. The cross section of the channel parts can be rectangular or trapezoidal. The angle which the two gutter parts enclose with one another is advantageously a right angle, but the two gutter parts can also enclose an angle which deviates therefrom. This angle depends on the local conditions, i. H. the available space.
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