EP0375897A1 - Abstichkanal für metallurgische Gefässe - Google Patents

Abstichkanal für metallurgische Gefässe Download PDF

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EP0375897A1
EP0375897A1 EP89120736A EP89120736A EP0375897A1 EP 0375897 A1 EP0375897 A1 EP 0375897A1 EP 89120736 A EP89120736 A EP 89120736A EP 89120736 A EP89120736 A EP 89120736A EP 0375897 A1 EP0375897 A1 EP 0375897A1
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EP
European Patent Office
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tapping channel
joint layer
lining
channel according
refractory
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Withdrawn
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EP89120736A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Raimund Brückner
Axel Dr. Eschner
Wilhelm Langenfeld
Manfred Oberbach
Hans Rothfuss
Dieter Stüsser
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Didier Werke AG
Original Assignee
Didier Werke AG
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
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    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/44—Refractory linings
    • C21C5/445—Lining or repairing the taphole
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15—Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1509—Tapping equipment
    • F27D3/1518—Tapholes

Definitions

  • the invention relates to a tapping channel for metallurgical vessels, in particular for an oxygen steel converter that can be tilted about an axis of rotation, consisting of a refractory permanent lining built into the refractory masonry and a replaceable refractory tubular wear lining held therein by means of a refractory joint layer.
  • the converter tapping channel requires priority maintenance, above all to ensure a bundled pouring jet during the tapping time and to prevent slag from flowing out of the converter if there is a pronounced funnel formation at the inlet end of the tapping channel. This requires an always intact tapping channel, the wear of which can only be permitted within certain limits and which must therefore be renewed several times as part of a hot wind repair within a converter campaign.
  • AT-PS 326 164 contains a metallurgical vessel with a tapping channel, which has permanently inserted perforated blocks as permanent lining in the vessel masonry, wear tubes serving as wear lining are inserted in its through hole and are fixed by pouring or pounding a refractory mass into the intended intermediate joint.
  • the present invention has for its object to simplify the necessary maintenance work with an improved design of the tapping channel.
  • tubular wear lining and the joint layer surrounding it be designed as an exchange unit that can be inserted into the permanent lining.
  • Such a preassembled replacement unit can be placed easily and quickly in the usual way, with the comparatively little labor-intensive effort removed from the remaining feed passage, so that a tedious separate introduction of, for example, spray, casting or ramming compound to fix the wear lining is eliminated.
  • a joint layer that can be re-compacted in the permanent lining of the tapping channel after the replacement unit has been installed.
  • the joint layer can be applied to the wear chuck with an external tolerance to the permanent chuck, which then enables the exchange unit to be easily arranged in the tapping channel and nevertheless, according to a simple method practicing post-compaction of the joint layer ensures its reliable fit in the permanent feed.
  • a joint layer can advantageously also be used, which consists of refractory material which swells under the influence of heat, so that a tolerance given before the installation of the replacement unit of the joint layer with respect to the permanent lining is compensated for with increasing operating heat and a tight fit of the replacement unit is achieved by itself.
  • Both joint layers can, for example in the form of a refractory compound, be spread or spatulated on the wear lining or wound up adhering to a wallpaper, a compound mixed with a propellant serving as the swelling material. If, for example, the joint layer is spread, it is advisable to hold it on the wear lining with a covering.
  • a flexible covering should be used, which can have openings and / or reinforcements.
  • the exchange unit advantageously has, at least at the inner end, a wear chuck section with a constricted, for example checkered, flow cross section.
  • the melt flows to the tapping channel comparatively smoothly, without increased eddy formation, which in turn prevents a funnel from being washed out prematurely at the melt entry end of the tap hole, which funnel, as is known, leads to an undesired outflow of slag together with the melt.
  • the converter shown in the tapping channel area has a sheet metal jacket 1 and a refractory lining consisting of a wearing masonry 2 and a backfill 3.
  • the tapping channel 4 is defined by a pipe socket 5 which is identical to the sheet metal jacket and which carries an outer end flange 6.
  • the core of the tapping channel 4 is a refractory set consisting of an outer permanent lining 7, a joint layer 8 and an inner wear lining 9, which surrounds the tap hole 10.
  • the set 7 to 10 is preassembled in the lining 2, 3 when the converter is relined, installed coaxially to the pipe socket 5 and embedded therein in a refractory lining 11.
  • the permanent lining 7 composed of several safety blocks 7a offers a solid connection to the converter masonry 2 and remains part of the refractory lining 2, 3 and 11 until the next relining of the converter, whereas with advanced wear of the lining 9 up to the joint layer 8 and with funnel-shaped washing out Tapping channel inlet (indicated by dash-dotted lines in Figure 5) Repairs of the said points are generally required several times. These are so-called hot repairs, which should be carried out as quickly as possible when the converter has not cooled down. Remaining residues of the joint layer 8 and the wear lining 9 are first cleared out, for example drilled out or pressed out, so that, as can best be seen from FIG. 5, the round passage 7b of the permanent lining 7 is exposed.
  • annular replacement security block 7c (Fig. 5).
  • the safety block 7c can remain if, after visual assessment, its durability can survive the period of time until the next repair.
  • a renewal of the wear chuck 9 can be accomplished by inserting a prepared exchange unit consisting of joint layer 8 and wear chuck 9 and a casing 13 into the round passage 7b of the permanent chuck 7 with a single operation, expediently with the aid of an operable by a hoist Handling tool 14.
  • the wear chuck 9 of the exchange unit 8, 9, 13 consists of wear pipes 9a or a one-piece wear pipe (FIG. 5) lined up with tongue and groove and is surrounded by a modelable joint layer 8 held by a covering 13, in such a way that the unit 8, 9, 13 fits easily into the permanent chuck 7 and the joint layer 8 can be fixed there by axial re-compression.
  • the joint layer 8 can consist of a bulky or swellable mass or mortar material when exposed to heat, which ensures that the exchange unit 8, 9, 13 is firmly seated at operating temperature.
  • a funnel closure still present around the exchange unit 8, 9, 13 on the inside of the masonry 2 and on the permanent lining 2 is filled with hot repair compound.
  • the input wear pipe 9b can have a check-shaped, slot-like or other lubricated flow cross-section 9c, which counteracts a vortex formation of the melt flowing into the tap hole 10 and thus a funnel-shaped washing out of the hole entrance.
  • the interchangeable spout 15 which is exchangeably fastened to a removable end plate 16 of the end flange 6 and can be replaced by a blind plug if necessary.
  • the joint layer 8 can have gas passages 17 (FIG. 4) running parallel to the tapping channel, through which gas, if necessary, is led to the melt inlet end in order to blow away slag flowing in with the melt.

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Abstract

Die Ausbildung des Abstichkanals (4), besonders an Oxygenstahlkonvertern soll verbessert und die daran notwendigen Wartungsarbeiten sollen vereinfacht werden. Hierzu ist eine Austauscheinheit (8, 9, 13) aus einem rohrförmigen Verschleißfutter (9) mit darauf aufgebrachter Fugenschicht (8) vorgesehen. Dadurch läßt sich das Verschleißfutter umstandslos erneuern.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Abstichkanal für metallurgische Gefäße, insbesondere für um eine Drehachse kippbare Oxygen-Stahlkonverter, bestehend aus einem in das feuerfeste Gefäßmauerwerk eingebauten, feuerfesten Dauerfutter und einem, mittels einer feuerfesten Fugenschicht darin gehaltenem, ersetzbaren feuerfesten rohrförmigen Verschleißfutter.
  • Während einer Zustellungslaufzeit metallurgischer Gefäße, besonders einer Konverter-Kampagne, wird der Wirtschaftlichkeit wegen grundsätzlich angestrebt, den Pflegeaufwand am Konverter so klein wie möglich zu halten. Dabei bedarf der Konverterabstichkanal einer vorrangigen Wartung, vor allem, um einen gebündelten Gießstrahl in der Abstichlaufzeit sicherzustellen und zur Vermeidung des Mitfließens von Schlacke aus dem Konverter bei ausgeprägter Trichterbildung am Einlaufende des Abstichkanals. Das setzt einen stets intakten Abstichkanal voraus, dessen Verschleiß nur in bestimmten Grenzen zugelassen werden kann und der deshalb innerhalb einer Konverter-Kampagne mehrmals im Rahmen einer Heißwindreparatur zu erneuern ist.
  • Die AT-PS 326 164 beinhaltet ein metallurgisches Gefäß mit einem Abstichkanal, der als Dauerfutter in das Gefäßmauerwerk hintereinander fest eingesetzte Lochblöcke aufweist, in deren Durchgangsbohrung als Verschleißfutter dienende Verschleißrohre eingebracht und durch Eingießen oder Einstampfen einer feuerfesten Masse in die vorgesehene Zwischenfuge festgelegt sind.
  • Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer verbesserter Ausbildung des Abstichkanals notwendige Wartungsarbeiten zu vereinfachen.
  • Hierzu wird im wesentlichen vorgeschlagen, daß das rohrförmige Verschleißfutter und die es umgebende Fugenschicht als eine in das Dauerfutter einsetzbare Austauscheinheit ausgebildet ist. Eine solche vormontierte Austauscheinheit läßt sich im üblicher Weise von Verschleißresten gesäuberten Dauerfutter-Durchgang mit vergleichsweise wenig arbeitsintensivem Aufwand leicht und schnell plazieren, so daß ein langwieriges separates Einbringen einer, beispielsweise Spritz-, Gieß- oder Stampfmasse zum Festlegen des Verschleißfutters fortfällt.
  • Zweckmäßig kann eine im Dauerfutter des Abstichkanals nach dem Einbau der Austauscheinheit nachverdichtbare Fugenschicht vorgesehen sein. Dadurch läßt sich die Fugenschicht auf das Verschleißfutter mit einer äußeren Toleranz gegenüber dem Dauerfutter aufbringen, die dann ein leichtes Anordnen der Austauscheinheit im Abstichkanal ermöglicht und dennoch, nach einer einfach zu praktizierenden Nachverdichtung der Fugenschicht deren betriebssicheren Sitz im Dauerfutter sicherstellt. Als Alternative ist aber auch vorteilhaft eine Fugenschicht anwendbar, die aus unter Hitzeeinwirkung aufquellendem feuerfesten Material besteht, so daß eine vor dem Einbau der Austauscheinheit der Fugenschicht gegenüber dem Dauerfutter gegebene Toleranz mit zunehmender Betriebshitze ausgeglichen und ein dichter Festsitz der Austauscheinheit von selbst erreicht wird. Beide Fugenschichten können beispielsweise in Form einer feuerfesten Masse auf das Verschleißfutter aufgestrichen bzw. aufgespachtelt oder an einer Tapete haftend aufgewickelt werden, wobei als aufquellendes Material eine mit einem Treibmittel vermischte Masse dient. Falls die Fugenschicht beispielsweise aufgestrichen wird, empfiehlt es sich, diese mit einer Umhüllung auf dem Verschleißfutter festzuhalten. Vornehmlich sollte eine flexible Umhüllung Anwendung finden, die Durchbrechungen und/oder Verstärkungen aufweisen kann. In allen Fällen ist es von Vorteil, die Fugenschicht mit in Längsrichtung zur Austauscheinheit gerichteten Gasdurchflüssen auszustatten, zum Bilden einer Schlacke zurückweisenden Gasströmung im Schmelzeeinflußbereich des Abstichkanals. Solche Gasdurchflüsse kann man beispielsweise durch Einlegen von ausbrennbaren Schnüren in die Fugenschicht mühelos bewerkstelligen.
  • Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, die Fugenschicht auf einem einteilig als rohr ausgebildeten Verschleißfutter anzuordnen, was den Aufbau der Austauscheinheit wesentlich vereinfacht. Ferner weist vorteilhaft die Austauscheinheit wenigstens am inneren Ende einen Verschleißfutterabschnitt mit eingeschnürtem, beispielsweise karoförmigen Durchflußquerschnitt auf. Dadurch fließt die Schmelze dem Abstichkanal vergleichsweise glatt, ohne verstärkte Strudelbildung zu, was wiederum verhindert, daß am Schmelzeeintrittsende des Abstichloches vorzeitig ein Trichter ausgewaschen wird, der bekanntlich zu einem unerwünschten Abfließen von Schlacke zusammen mit der Schmelze führt. Schließlich ergibt sich eine verlängerte Haltbarkeit am äußeren Mündungsende der Austauscheinheit erfindungsgemäß dadurch, daß dort ein Wechselausguß angeordnet ist.
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:
    • Figur 1 einen Längsschnitt durch den Abstichkanalbereich eines Konverters,
    • Figur 2 eine Innenansicht auf den Abstichkanalbereich nach Figur 1,
    • Figur 3 eine das Verschleißfutter enthaltende vormontierte Austauscheinheit im Längsschnitt und größerem Maßstab,
    • Figur 4 einen Schnitt nach der Linie A-A der Figur 3,
    • Figur 5 eine Reparatur-Situation in ähnlicher Darstellungsweise wie in Figur 1, und
    • Figur 6 die Innenansicht auf den Abstichkanal nach Figur 5.
  • Der im Abstichkanalbereich dargestellte Konverter hat einen Blechmantel 1 und eine aus einem verschleißenden Mauerwerk 2 sowie einer Hinterfüllung 3 bestehende feuerfeste Auskleidung. Der Abstichkanal 4 ist durch einen mit dem Blechmantel identischen Rohrstutzen 5 festgelegt, der einen äußeren Abschlußflansch 6 trägt. Kern des Abstichkanals 4 ist eine feuerfeste Garnitur aus einem äußeren Dauerfutter 7, einer Fugenschicht 8 und einem inneren Verschleißfutter 9, welches das Abstichloch 10 umgibt. Die Garnitur 7 bis 10 wird bei der Neuzustellung des Konverters vormontiert in die Auskleidung 2, 3, eingebaut, koaxial zum Rohrstutzen 5 und dort in eine feuerfesten Ausfütterung 11 eingebettet.
  • Das aus mehreren Sicherheitsblöcken 7a zusammengesetzte Dauerfutter 7 bietet eine solide Verbindung zum Konvertermauerwerk 2 und bleibt bis zur nächsten Neuzustellung des Konverters Bestandteil der feuerfesten Auskleidung 2, 3 und 11, wogegen bei fortgeschrittenem Verschleiß des Verschleißfutters 9 bis an die Fugenschicht 8 und bei trichterförmiger Auswaschung des Abstichkanaleinlaufes (strichpunktiert angedeutet in Figur 5) Reparaturen der besagten Stellen grundsätzlich mehrmals erforderlich sind. Dabei handelt es sich um sogenannte Heißreparaturen, die bei nicht abgekühltem Konverter möglichst schnell vonstatten gehen sollen. Zunächst werden verbliebene Reste der Fugenschicht 8 und des Verschleißfutters 9 ausgeräumt, beispielsweise von außen ausgebohrt oder ausgedrückt, so daß, wie am besten aus Figur 5 ersichtlich, der runde Durchgang 7b des Dauerfutters 7 freiliegt. Dann wird, falls - trichterförmig - verschlissen, der innere Sicherheitsblock 7c (Figur 1) ersetzt durch einen mit feuerfester Masse 12 festgehaltenen, ringförmigen Ersatz-Sicherheitsblockes 7c (Fig. 5). Andererseits kann der Sicherheitsblock 7c verbleiben, wenn nach visuellem Ermessen seine Haltbarkeit die Zeitspanne bis zur nächsten Reparatur zu überstehen vermag.
  • Nach diesen Vorbereitungen ist eine Erneuerung des Verschleißfutters 9 dadurch zu bewerkstelligen, daß mit einer einzigen Handhabung eine vorbereitete Austauscheinheit aus Fugenschicht 8 und Verschleißfutter 9 sowie einer Umhüllung 13 in den runden Durchgang 7b des Dauerfutters 7 eingesetzt wird, zweckmäßig mit Hilfe eines durch ein Hebezeug bedienbares Hantierungswerkzeug 14. Gemäß Figuren 3 und 4 besteht das Verschleißfutter 9 der Austauscheinheit 8, 9, 13 aus auf Nut und Feder aneinandergereihten Verschleißrohren 9a oder einem einteiligen Verschleißrohr (Figur 5) und ist von einer modellierbaren, durch eine Umhüllung 13 gehaltene Fugenschicht 8 umgeben, derart, daß die Einheit 8, 9, 13 problemlos in das Dauerfutter 7 paßt und dort durch axiales Nachverdichten die Fugenschicht 8 festgesetzt werden kann. Andererseits kann die Fugenschicht 8 aus einem bei Hitzeeinwirkung bläh- bzw. quellfähigem Massen- oder Mörtelmaterial bestehen, das einen festen Sitz der Austauscheinheit 8, 9, 13 bei Betriebstemperatur gewährleistet. Nach dem Einbau wird ein um die Austauscheinheit 8, 9, 13 an der Innenseite des Mauerwerks 2 und am Dauerfutter 2 noch vorhandener Trichterverschluß mit Heißreparaturmasse ausgefüllt. Bei der Anwendung von aneinander gereihten Verschleißrohren 9a sind diese beim Hantierungsvorgang zweckmäßig auf dem Hantierungswerkzeug 14 verspannt gehalten.
  • Abweichend von den runden Durchgangsquerschnitten der Verschleißrohre 9a kann das Eingangsverschleißrohr 9b einen karoförmigen, schlitzförmigen oder anderen eingeschmierten Durchflußquerschnitt 9c haben, der einer Strudelbildung der in das Abstichloch 10 einfließenden Schmelze und damit einem trichterförmigen Auswaschen des Locheingangs entgegenwirkt. Gleichermaßen vorbeugend gegen voreilendes Auswaschen am Mündungsende des Abstichloches 10 durch die bei gekipptem Konverter auslaufende Schmelze wirkt der Wechselausguß 15, der an einer abnehmbaren Abschlußplatte 16 des Abschlußflansches 6 austauschbar befestigt ist und im Bedarfsfall von einem Blindstopfen ersetzt sein kann.
  • In weiterer Ausbildung der Austauscheinheit 8, 9, 13 kann die Fugenschicht 8 parallel zum Abstichkanal verlaufende Gasdurchflüsse 17 (figur 4) haben, durch die im Bedarfsfalle Gas an das Schmelzeeintrittsende geführt wird, um mit der Schmelze zufließende Schlacke wegzublasen.

Claims (9)

1. Abstichkanal für metallurgische Gefäße, insbesondere für um eine Drehachse kippbare Oxygen-Stahlkonverter, bestehend aus einem in das feuerfeste Gefäßmauerwerk eingebauten feuerfesten Dauerfutter und einem, mittels einer feuerfesten Fugenschicht darin gehaltenem, ersetzbaren feuerfesten rohrförmigen Verschleißfutter,
dadurch gekennzeichnet,
daß das rohrförmige Verschleißfutter (9) und eine es umgebende Fugenschicht (8) als eine in das Dauerfutter (7) einsetzbare Austauscheinheit (8, 9) ausgebildet ist.
2. Abstichkanal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine im Dauerfutter (7) axial nachverdichtbare Fugenschicht (8) vorgesehen ist.
3. Abstichkanal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fugenschicht (8) aus unter Hitzeeinwirkung aufquellendem feuerfesten Material besteht.
4. Abstichkanal nach Anspruch 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fugenschicht (8) in Längsrichtung zur Austauscheinheit (8, 9) verlaufende Gasdurchflüsse (17) aufweist.
5. Abstichkanal nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fugenschicht (8) von einer Umhüllung (13) auf dem Verschleißfutter (7) gehalten ist.
6. Abstichkanal nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung (13) flexibel ausgebildet ist und Durchbrechungen und/oder Verstärkungen aufweist.
7. Abstichkanal nach Anspruch 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fugenschicht (8) auf einem einteilig als Rohr ausgebildeten Verschleißfutter (7) angeordnet ist.
8. Abstichkanal nach den vorherigen Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Austauscheinheit (8, 9, 13) wenigstens am inneren Ende ein Verschleißrohr (9b) mit eingeschnürtem Durchflußquerschnitt (9c) aufweist.
9. Abstichkanal nach den vorherigen Ansprüchem,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Austauscheinheit (8, 9, 13) am äußeren Mündungsende ein Wechselausguß (15) nachgeordnet ist.
EP89120736A 1988-12-23 1989-11-09 Abstichkanal für metallurgische Gefässe Withdrawn EP0375897A1 (de)

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DE3843545A DE3843545A1 (de) 1988-12-23 1988-12-23 Abstichkanal fuer metallurgische gefaesse

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