EP1088112A1 - Water-cooled vessel for vacuum processing of liquid steel - Google Patents

Water-cooled vessel for vacuum processing of liquid steel

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EP1088112A1
EP1088112A1 EP99934506A EP99934506A EP1088112A1 EP 1088112 A1 EP1088112 A1 EP 1088112A1 EP 99934506 A EP99934506 A EP 99934506A EP 99934506 A EP99934506 A EP 99934506A EP 1088112 A1 EP1088112 A1 EP 1088112A1
Authority
EP
European Patent Office
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vessel
treatment vessel
water cooling
metallic jacket
treatment
Prior art date
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EP99934506A
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German (de)
French (fr)
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EP1088112B1 (en
Inventor
Friedhelm Wagener
Arno Luven
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SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
Original Assignee
Technometal Gesellschaft fuer Metalltechnologie mbH
VAI Fuchs GmbH
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Publication date
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Publication of EP1088112B1 publication Critical patent/EP1088112B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum

Definitions

  • the invention relates to a treatment vessel for the vacuum treatment of liquid steel, consisting of a lower part, a middle part and an upper part and immersion tubes attached to the lower part, the treatment vessel having a heating device, a charging device and an exhaust gas connection arranged at right angles to the central axis of the vessel is provided, and wherein the treatment vessel has an outer metallic jacket and at least partially a lining made of refractory material attached to the interior of the vessel.
  • a steel treatment vessel with the aforementioned features is described in DE 41 30 590 C2;
  • Such a treatment vessel is used for the aftertreatment, for example the degassing of liquid steel, in that the vessel with the immersion tubes sitting on its lower part into a liquid steel filled pan immersed and the liquid steel is sucked into the treatment vessel under vacuum and returned to the pan after the treatment phase.
  • Such treatment vessels are provided with a complete lining made of a refractory material, which extends beyond the exhaust gas connection to a gas cooler that is usually connected.
  • diagonally arranged connecting pieces are provided for the introduction of alloy materials and for connecting a burner heating device.
  • the first disadvantage associated with such treatment vessels is that the lining must be regularly replaced due to the wear occurring on the refractory lining; this process is not only material and labor intensive, there are also problems with the disposal of the used refractory material. Furthermore, after such a relining of the vessel, but also after longer pauses in treatment, the supply of considerable heating energy via separate heating devices is required in order to bring the treatment vessel to the necessary temperature before the subsequent treatment phase or to maintain this temperature. In particular in the middle part and in the upper part of the treatment vessel, steel caking, so-called bears, occurs as a result of steel splashes occurring during the treatment or due to particles entrained in the degassing stream, as described in detail in DE 41 30 590 C2. Finally, the very hot outer walls of the treatment vessel lead to a high thermal load on the environment, and for the same reason cooling of the exhaust gases is only possible in a gas cooler to be provided separately.
  • the invention is therefore based on the object of avoiding the abovementioned disadvantages in a treatment vessel of the type mentioned at the outset and creating a treatment vessel which can be operated with less maintenance.
  • the basic idea of the invention provides that the metallic jacket of the upper part of the vessel including the exhaust gas connection is provided with a water cooling device and is directly exposed on the inside to the process conditions prevailing in the interior of the vessel.
  • the invention uses for the first time the use of water cooling known from other areas in a generic treatment vessel, with a lining with refractory material being dispensed with in the vessel part equipped with the water cooling of the metallic jacket.
  • the basic concept of the invention provides for the installation of the water cooler in the upper part of the vessel, including the exhaust gas connection, according to a further exemplary embodiment of the invention it is also provided that the wall of the central part of the treatment vessel is also provided with water cooling, thereby reducing the effort involved in operating such a system Vessel is further reduced.
  • Another advantage here is the reduction in the height of the vessel and thus the reduction in the overall system height, since the process-relevant connecting pieces can be laid in the upper part of the vessel.
  • the metallic jacket set up for water cooling has a plating of a high thermal conductivity on its surface facing the interior of the vessel comprising material, wherein the plating is preferably made of copper.
  • the plating is preferably made of copper.
  • the metallic jacket is double-walled in its area designed for water cooling and is provided with connections for a cooling water supply and for a discharge of the heated water.
  • the vessel jacket in its area set up for water cooling consists of a vertically extending tube with a tubular construction, the tubes, for example having a round or square shape, forming the intermediate space for the passage of the cooling water.
  • the metal jacket set up for water cooling is provided on its flange connection to the inside of the vessel part which has a lining made of refractory material an insulation made of a refractory material and extending over a limited transition area.
  • the insulation arranged in the transition region on the metallic jacket set up for water cooling can have a lower thickness than the lining of the subsequent part of the vessel.
  • the metallic jacket set up for water cooling at its flange connection to the vessel part having a lining made of refractory material by the difference in thickness between insulation and lining to the inside of the vessel is staggered.
  • connection of a gas cooler of conventional design to the exhaust gas connection of the treatment vessel is provided in the usual way.
  • Figure 1 shows a steel treatment vessel in a schematic representation with a water-cooled upper part.
  • FIG. 2 shows the transition between the water-cooled upper part and the middle part of the treatment vessel according to FIG. 1, provided with a refractory lining, in a sectional individual illustration;
  • FIG 3 shows an embodiment of a steel treatment vessel with an upper part and middle part provided with a water-cooled wall
  • Fig. 4 shows the subject of Figure 3 with a gas cooling section connected to the exhaust gas connection.
  • the treatment vessel 10 shown schematically in FIG. 1 consists of a lower part 11 with immersion tubes 12 connected to it, a middle part 13, which is fitted above by means of a flange connection 21 and which has charging devices 14, and an upper part 15, which is at right angles to the central axis of the treatment vessel 10 arranged exhaust gas connection 16, to which a gas cooler 17 is connected in the illustrated embodiment.
  • a compensator 18 is interposed between the exhaust connection 16 and the gas cooler 17.
  • the entire vessel has an outer metallic shell 19, which The lower part 11 and the middle part 13 of the treatment vessel 10 have a lining 20 made of a refractory material, which is attached to the interior of the vessel.
  • the upper part 15 is only designed with the metallic jacket 19, which is provided with a water cooling device in a manner shown in FIG. 2.
  • the vessel jacket of the upper part 15 is double-walled with the outer metallic jacket 19 and an inner metallic jacket 22, which form an intermediate space 23 between them for the passage of cooling water.
  • the area of the metallic jacket 19 adjoining the flange connection 21 is provided with an inner insulation 26 in a transition area. Since this insulation 26 has a lower thickness than the entire lining 20 of the adjoining central part 13 of the treatment vessel 10, the upper part 15 is arranged offset from the interior of the vessel by an amount which corresponds to the difference in thickness between the insulation 26 and the refractory lining 20. It can be seen in detail from FIG.
  • the lining 20 consists of a permanent lining 24 applied to the metallic jacket 19 of the central part 13, to which the wear lining 25 is connected on the inside.
  • the insulation 26 of the upper part 15, on the other hand, has the same structure as the permanent lining 24 of the lower part 11.
  • the upper part 15 has a metallic jacket 19 with water cooling, but the same is also carried out on the central part 13 up to its flange connection 21 for connection to the lower part 11, which also has a lining 20 Refractory material is provided.
  • a plating 30 made of copper is indicated in the area of the middle part 13, which is attached to the surface of the middle part 13 and the upper part 15 facing the inside of the vessel and adheres due to the shock-like heat dissipation from the vessel transition to the water cooling of the metallic jacket 19 avoiding bear approaches.

Abstract

The invention relates to a process vessel for vacuum processing liquid steel, comprising a lower part, a middle part and an upper part, and submersible pipes located on the lower part, whereby the process vessel is provided with a heating apparatus, a feed device, and a waste gas connection arranged at a right angle to the central axis of the vessel, and whereby the process vessel has an outer metal jacket and a refractory lining arranged at least in part in the interior of the vessel, according to which the metal jacket (19) of the upper part (15) of the vessel, including the waste gas connection (16), is provided with a water-cooling device (23) and is exposed directly on the interior side to the process conditions prevailing in the interior of the vessel (10).

Description

MIT EINER WASSERKÜHLUNG VERSEHENES GEFÄSS FÜR DIE VAKUUMBEHANDLUNG VON FLÜSSIGEM STAHL WATER-COOLED VESSEL FOR THE VACUUM TREATMENT OF LIQUID STEEL
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung betrifft ein Behandlungsgefäß für die Vakuumbehandlung von flüssigem Stahl, bestehend aus einem Unterteil, einem Mittelteil und einem Oberteil und aus an dem Unterteil angesetzten Tauchrohren, wobei das Behandlungsgefäß mit einer Heizvorrichtung, einer Beschickungseinrichtung und einem im rechten Winkel zur Zentralachse des Gefäßes angeordneten Abgasanschluß versehen ist, und wobei das Behandlungsgefäß einen äußeren metallischen Mantel und wenigstens teilweise eine zum Gefäßinneren hin angesetzte Auskleidung aus Feuerfestmaterial aufweist.The invention relates to a treatment vessel for the vacuum treatment of liquid steel, consisting of a lower part, a middle part and an upper part and immersion tubes attached to the lower part, the treatment vessel having a heating device, a charging device and an exhaust gas connection arranged at right angles to the central axis of the vessel is provided, and wherein the treatment vessel has an outer metallic jacket and at least partially a lining made of refractory material attached to the interior of the vessel.
Ein Stahl-Behandlungsgefäß mit den vorgenannten Merkmalen ist in der DE 41 30 590 C2 beschrieben; ein derartiges Behandlungsgefäß dient der Nachbehandlung, beispielsweise der Entgasung von flüssigem Stahl, indem das Gefäß mit den an seinem Unterteil sitzenden Tauchrohren in eine mit flüssigem Stahl gefüllte Pfanne eingetaucht und der flüssige Stahl unter Vakuum in das Behandlungsgefäß gesaugt und nach der Behandlungsphase wieder in die Pfanne zurückgeleitet wird. Wegen der dabei zwangsläufig auftretenden sehr hohen Temperaturen sind derartige Behandlungsgefäße mit einer vollständigen Auskleidung aus einem Feuerfestmaterial versehen, die sich über den Abgasanschluß hinaus bis an einen üblicherweise angeschlossenen Gaskühler fortsetzt. Im zylindrischen Gefäßmittelteil sind schräg angeordnete Anschlußstutzen für die Einleitung von Legierungsmaterialien und zum Anschluß einer Brenner-Heizeinrichtung vorgesehen.A steel treatment vessel with the aforementioned features is described in DE 41 30 590 C2; Such a treatment vessel is used for the aftertreatment, for example the degassing of liquid steel, in that the vessel with the immersion tubes sitting on its lower part into a liquid steel filled pan immersed and the liquid steel is sucked into the treatment vessel under vacuum and returned to the pan after the treatment phase. Because of the inevitably occurring very high temperatures, such treatment vessels are provided with a complete lining made of a refractory material, which extends beyond the exhaust gas connection to a gas cooler that is usually connected. In the cylindrical middle part of the vessel, diagonally arranged connecting pieces are provided for the introduction of alloy materials and for connecting a burner heating device.
Mit derartigen Behandlungsgefäßen ist zunächst der Nachteil verbunden, daß aufgrund des sich an der Feuerfest- Auskleidung einstellenden Verschleißes die Auskleidung regelmäßig erneuert werden muß; dieser Vorgang ist nicht nur material- und arbeitsintensiv, es treten zusätzlich auch Probleme bei der Entsorgung des verbrauchten Feuerfestmaterials auf. Ferner bedarf es nach einer derartigen Neuzustellung des Gefäßes, aber auch nach längeren Behandlungspausen der Zuführung einer erheblichen Aufheizenergie über gesonderte Heizvorrichtungen, um das Behandlungsgefäß vor der anschließenden Behandlungsphase auf die notwendige Temperatur zu bringen bzw. diese Temperatur zu erhalten. Insbesondere im Mittelteil und im Oberteil des Behandlungsgefäßes kommt es aufgrund von sich bei der Behandlung einstellenden Stahlspritzern oder aufgrund von dem Entgasungsstrom mitgerissenen Teilchen zur Bildung von Stahlanbackungen, sogenannten Bären, wie dies in der DE 41 30 590 C2 im einzelnen beschrieben ist. Schließlich führen die sehr heißen Außenwände des Behandlungsgefäßes zu einer hohen thermischen Belastung der Umgebung, und aus dem gleichen Grund ist eine Kühlung der Abgase erst in einem gesondert vorzusehenden Gaskühler möglich.The first disadvantage associated with such treatment vessels is that the lining must be regularly replaced due to the wear occurring on the refractory lining; this process is not only material and labor intensive, there are also problems with the disposal of the used refractory material. Furthermore, after such a relining of the vessel, but also after longer pauses in treatment, the supply of considerable heating energy via separate heating devices is required in order to bring the treatment vessel to the necessary temperature before the subsequent treatment phase or to maintain this temperature. In particular in the middle part and in the upper part of the treatment vessel, steel caking, so-called bears, occurs as a result of steel splashes occurring during the treatment or due to particles entrained in the degassing stream, as described in detail in DE 41 30 590 C2. Finally, the very hot outer walls of the treatment vessel lead to a high thermal load on the environment, and for the same reason cooling of the exhaust gases is only possible in a gas cooler to be provided separately.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Behandlungsgefäß der eingangs genannten Art die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein Behandlungsgef ß zu schaffen, welches mit geringerem Unterhaltungsaufwand zu betreiben ist.The invention is therefore based on the object of avoiding the abovementioned disadvantages in a treatment vessel of the type mentioned at the outset and creating a treatment vessel which can be operated with less maintenance.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.This object is achieved, including advantageous refinements and developments of the invention, from the content of the patent claims, which follow this description.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß der metallische Mantel des Oberteils des Gefäßes einschließlich des Abgasanschlusses mit einer Wasserkühleinrichtung versehen und innenseitig unmittelbar den im Inneren des Gefäßes herrschenden Prozeßbedingungen ausgesetzt ist.The basic idea of the invention provides that the metallic jacket of the upper part of the vessel including the exhaust gas connection is provided with a water cooling device and is directly exposed on the inside to the process conditions prevailing in the interior of the vessel.
Dabei wendet die Erfindung erstmalig den Einsatz einer aus anderen Bereichen bekannten Wasserkühlung bei einem gattungsgemäßen Behandlungsgefäß an, wobei in dem mit der Wasserkühlung des metallischen Mantels ausgestatteten Gefäßteil auf eine Auskleidung mit Feuerfestmarterial verzichtet ist. Hieraus ergeben sich zahlreiche Vorteile, die in einer Reduzierung des Material- und Arbeitsaufwandes für die Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft des Behandlungsgefäßes sowie in einer erheblichen Reduzierung des anfallenden verbrauchten Feuerfestmaterials sowie der aufzuwendenden Heizenergie bzw. der damit verbundenen Abgasmenge bestehen. Da die heißen Stahlbestandteile an einer entsprechend durch die Wasserkühlung stärker abgekühlten Mantelfläche nicht anhaften, ist auch die Bildung sogenannter Stahlbären im Inneren des Gefäßes vermieden bzw. zumindest sehr verringert. Schließlich findet in dem durch die Wasserkühlung des metallischen Mantels verglichen mit der Betriebstemperatur der mit einer Feuerfestauskleidung versehenen Gefäßteile „kalten" Bereich bereits eine entsprechende Abkühlung der Abgase statt, so daß auch der Aufwand für die Abgaskühlung verringert ist.The invention uses for the first time the use of water cooling known from other areas in a generic treatment vessel, with a lining with refractory material being dispensed with in the vessel part equipped with the water cooling of the metallic jacket. This results in numerous advantages, which in a reduction of the material and labor required to maintain the operational readiness of the Treatment vessel and in a significant reduction in the incurred refractory material and the heating energy to be used and the associated amount of exhaust gas. Since the hot steel components do not adhere to a jacket surface that is correspondingly cooled more by water cooling, the formation of so-called steel bears in the interior of the vessel is also avoided or at least greatly reduced. Finally, a corresponding cooling of the exhaust gases takes place in the “cold” area due to the water cooling of the metallic jacket compared to the operating temperature of the vessel parts provided with a refractory lining, so that the expenditure for the exhaust gas cooling is also reduced.
Soweit die Erfindung in ihrem Grundkonzept die Einrichtung der Wasserkühler in dem Oberteil des Gefäßes einschließlich des Abgasanschlusses vorsieht, ist nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ebenfalls vorgesehen, auch die Wandung des Mittelteils des Behandlungsgefäßes mit einer Wasserkühlung zu versehen, wodurch der Aufwand beim Betrieb eines derartigen Gefäßes weiter verringert ist. Ein weiterer Vorteil besteht hierbei in der Verringerung der Gefäßbauhöhe und damit in der Verringerung der Gesamtanlagenhöhe, da die prozeßrelevanten Anschlußstutzen in das Gefäßoberteil verlegt werden können.Insofar as the basic concept of the invention provides for the installation of the water cooler in the upper part of the vessel, including the exhaust gas connection, according to a further exemplary embodiment of the invention it is also provided that the wall of the central part of the treatment vessel is also provided with water cooling, thereby reducing the effort involved in operating such a system Vessel is further reduced. Another advantage here is the reduction in the height of the vessel and thus the reduction in the overall system height, since the process-relevant connecting pieces can be laid in the upper part of the vessel.
Zur Verbesserung des Wärmeübergangs vom Gefäßinneren auf die Wasserkühlung des metallischen Mantels kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, daß der für eine Wasserkühlung eingerichtete metallische Mantel an seiner zum Gefäßinneren weisenden Oberfläche eine Plattierung aus einem eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Material aufweist, wobei die Plattierung vorzugsweise aus Kupfer besteht. Hiermit ist der Vorteil einer Vermeidung von Bärenansätzen an dem wassergekühlten Mantelbereich verbunden, da sich aufgrund einer schockartig wirkenden Wärmeabfuhr sich bildende Bärenansätze mit einem nur geringen Eigengewicht wieder von der Gefäßwand lösen und ins Gefäßinnere fallen. Je nach den Ausführungsbeispielen der Erfindung kann somit nur das Oberteil oder auch zusätzlich das Mittelteil eine derartige Plattierung aufweisen.In order to improve the heat transfer from the interior of the vessel to the water cooling of the metallic jacket, it can be provided according to one embodiment of the invention that the metallic jacket set up for water cooling has a plating of a high thermal conductivity on its surface facing the interior of the vessel comprising material, wherein the plating is preferably made of copper. This is associated with the advantage of avoiding bear deposits on the water-cooled jacket area, since bear attachments which form a shock-like effect dissolve from the vessel wall with only a low weight and fall into the interior of the vessel. Depending on the exemplary embodiments of the invention, only the upper part or additionally the middle part can have such a cladding.
In der einfachsten Form kann hinsichtlich der Ausbildung der Wasserkühlung vorgesehen sein, daß der metallische Mantel in seinem für eine Wasserkühlung eingerichteten Bereich doppelwandig ausgebildet und mit Anschlüssen für eine Kühlwasserzufuhr und für eine Ableitung des erwärmten Wassers versehen ist.In the simplest form, with regard to the design of the water cooling, it can be provided that the metallic jacket is double-walled in its area designed for water cooling and is provided with connections for a cooling water supply and for a discharge of the heated water.
In einer alternativen Ausführungsform besteht der Gefäßmantel in seinem für eine Wasserkühlung eingerichteten Bereich aus einer vertikal verlaufenden Rohr an Rohr- Konstruktion, wobei die beispielsweise rund oder quadratisch ausgebildeten Rohre den Zwischenraum zur Durchleitung des Kühlwassers bilden.In an alternative embodiment, the vessel jacket in its area set up for water cooling consists of a vertically extending tube with a tubular construction, the tubes, for example having a round or square shape, forming the intermediate space for the passage of the cooling water.
Um einen ausreichenden Anschluß des mit einer Wasserkühlung versehenen metallischen Mantels an den mit einer Feuerfestauskleidung versehenen Gefäßbereich sicherzustellen, kann vorgesehen sein, daß der für eine Wasserkühlung eingerichtete metallische Mantel an seinem Flanschanschluß zu dem eine Auskleidung aus Feuerfestmaterial aufweisenden Gefäßteil innenseitig mit einer sich über einen begrenzten Übergangsbereich erstreckenden Isolierung aus einem Feuerfestmaterial versehen ist. Hierbei kann die in dem Übergangsbereich an dem für eine Wasserkühlung eingerichteten metallischen Mantel angeordnete Isolierung eine geringere Stärke als die Auskleidung des anschließenden Gefäßteils aufweisen.In order to ensure a sufficient connection of the metal jacket provided with water cooling to the vessel area provided with a refractory lining, it can be provided that the metal jacket set up for water cooling is provided on its flange connection to the inside of the vessel part which has a lining made of refractory material an insulation made of a refractory material and extending over a limited transition area. In this case, the insulation arranged in the transition region on the metallic jacket set up for water cooling can have a lower thickness than the lining of the subsequent part of the vessel.
Um bei einer solchen Ausführungsform der Erfindung eine glatte Auskleidung des gefährdeten Flanschbereiches sicherzustellen, kann vorgesehen sein, daß der für eine Wasserkühlung eingerichtete metallische Mantel an seinem Flanschanschluß zu dem eine Auskleidung aus Feuerfestmaterial aufweisenden Gefäßteil um den Unterschiedsbetrag in der Stärke zwischen Isolierung und Auskleidung zum Gefäßinneren versetzt angeordnet ist.In order to ensure a smooth lining of the endangered flange area in such an embodiment of the invention, it can be provided that the metallic jacket set up for water cooling at its flange connection to the vessel part having a lining made of refractory material by the difference in thickness between insulation and lining to the inside of the vessel is staggered.
In üblicher Weise ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Anschluß eines Gaskühlers üblicher Bauart an den Abgasanschluß des Behandlungsgefäßes vorgesehen.According to an embodiment of the invention, the connection of a gas cooler of conventional design to the exhaust gas connection of the treatment vessel is provided in the usual way.
Inbesondere soweit Mittelteil und Oberteil des Gefäßes mit einer Wasserkühlung versehen sind, reicht es aus, wenn an den Abgasanschluß des Behandlungsgefäßes eine von dem mit einer Wasserkühlung versehene metallische Mantel gebildete Gaskühlstrecke angeschlossen ist, da aufgrund der Führung der Abgase längs des wassergekühlten Bereichs des Behandlungsgefäßes bereits eine ausreichende Abkühlung der Abgase zu verzeichnen ist. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:In particular, as far as the middle and upper part of the vessel are provided with water cooling, it is sufficient if a gas cooling section formed by the metallic jacket provided with water cooling is connected to the exhaust gas connection of the treatment vessel, since due to the guidance of the exhaust gases along the water-cooled area of the treatment vessel there is sufficient cooling of the exhaust gases. In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, which are described below. Show it:
Fig. 1 ein Stahl-Behandlungsgefäß in einer schematischen Darstellung mit einem wassergekühlten Oberteil;Figure 1 shows a steel treatment vessel in a schematic representation with a water-cooled upper part.
Fig. 2 den Übergang zwischen dem wassergekühlten Oberteil und dem mit einer Feuerfestauskleidung versehenen Mittelteil des Behandlungsgefäßes gemäß Figur 1 in einer geschnittenen Einzeldarstellung;2 shows the transition between the water-cooled upper part and the middle part of the treatment vessel according to FIG. 1, provided with a refractory lining, in a sectional individual illustration;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Stahl- Behandlungsgef ßes mit einem mit wassergekühlter Wandung versehenen Oberteil und Mittelteil;3 shows an embodiment of a steel treatment vessel with an upper part and middle part provided with a water-cooled wall;
Fig. 4 den Gegenstand der Figur 3 mit einer an den Abgasanschluß angeschlossenen Gaskühlstrecke.Fig. 4 shows the subject of Figure 3 with a gas cooling section connected to the exhaust gas connection.
Das in Figur 1 schematisch dargestellte Behandlungsgefäß 10 besteht aus einem Unterteil 11 mit daran angeschlossenen Tauchrohren 12, einem darüber mittels einer Flanschverbindung 21 angesetzten Mittelteil 13, welches Beschickungseinrichtungen 14 aufweist, sowie aus einem Oberteil 15, welches einen im rechten Winkel zur Zentralachse des Behandlungsgefäßes 10 angeordneten Abgasanschluß 16 aufweist, an den bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Gaskühler 17 angeschlossen ist. Zwischen Abgasanschluß 16 und Gaskühler 17 ist ein Kompensator 18 zwischengeschaltet. Das gesamte Gefäß weist einen äußeren metallischen Mantel 19 auf, wobei das Unterteil 11 sowie das Mittelteil 13 des Behandlungsgefäßes 10 eine zum Gefäßinneren hin angesetzte Auskleidung 20 aus einem Feuerfestmaterial aufweisen. Wie in Figur 1 schematisch dargestellt, ist das Oberteil 15 lediglich mit dem metallischen Mantel 19 ausgeführt, der in einer aus Figur 2 ersichtlichen Weise mit einer Wasserkühleinrichtung versehen ist.The treatment vessel 10 shown schematically in FIG. 1 consists of a lower part 11 with immersion tubes 12 connected to it, a middle part 13, which is fitted above by means of a flange connection 21 and which has charging devices 14, and an upper part 15, which is at right angles to the central axis of the treatment vessel 10 arranged exhaust gas connection 16, to which a gas cooler 17 is connected in the illustrated embodiment. A compensator 18 is interposed between the exhaust connection 16 and the gas cooler 17. The entire vessel has an outer metallic shell 19, which The lower part 11 and the middle part 13 of the treatment vessel 10 have a lining 20 made of a refractory material, which is attached to the interior of the vessel. As shown schematically in FIG. 1, the upper part 15 is only designed with the metallic jacket 19, which is provided with a water cooling device in a manner shown in FIG. 2.
Wie hierzu der Figur 2 im einzelnen zu entnehmen ist, ist der Gefäßmantel des Oberteils 15 doppelwandig mit dem äußeren metallischen Mantel 19 und einem inneren metallischen Mantel 22 ausgebildet, die zwischen sich einen Zwischenraum 23 zur Durchleitung von Kühlwasser ausbilden. Um im Bereich der Flanschverbindung 21 und des hier ansetzenden Bereichs der Wasserkühlung für einen Schutz zu sorgen, ist der an die Flanschverbindung 21 anschließende Bereich des metallischen Mantels 19 in einem Übergangsbereich mit einer inneren Isolierung 26 versehen. Da diese Isolierung 26 eine geringere Stärke aufweist als die gesamte Auskleidung 20 des anschließenden Mittelteils 13 des Behandlungsgefäßes 10 ist das Oberteil 15 um einen Betrag zum Gefäßinneren versetzt angeordnet, der dem Unterschiedsbetrag in der Stärke zwischen der Isolierung 26 und der Feuerfest-Auskleidung 20 entspricht. Im einzelnen ist der Figur 2 zu entnehmen, daß die Auskleidung 20 aus einem auf den metallischen Mantel 19 des Mittelteils 13 aufgebrachten Dauerfutter 24 besteht, an das innenseitig das Verschleißfutter 25 anschließt. Die Isolierung 26 des Oberteils 15 hingegen hat einen gleichen Aufbau wie das Dauerfutter 24 des Unterteils 11. Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist nicht nur das Oberteil 15 einen metallischen Mantel 19 mit einer Wasserkühlung auf, sondern gleiches ist auch an dem Mittelteil 13 bis zu dessen Flanschverbindung 21 zum Anschluß an das Unterteil 11 verwirklicht, welches weiterhin mit einer Auskleidung 20 aus Feuerfestmaterial versehen ist. Zusätzlich ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Bereich des Mittelteils 13 eine Plattierung 30 aus Kupfer angedeutet, die an der zum Gefäßinneren weisenden Oberfläche des Mittelteils 13 wie auch des Oberteils 15 angebracht ist und aufgrund der schockartigen Wärmeabfuhr vom Gefäßübergang auf die Wasserkühlung des metallischen Mantels 19 das Anhaften von Bärenansätzen vermeiden hilft.As can be seen in detail from FIG. 2, the vessel jacket of the upper part 15 is double-walled with the outer metallic jacket 19 and an inner metallic jacket 22, which form an intermediate space 23 between them for the passage of cooling water. In order to provide protection in the area of the flange connection 21 and the area of the water cooling applied here, the area of the metallic jacket 19 adjoining the flange connection 21 is provided with an inner insulation 26 in a transition area. Since this insulation 26 has a lower thickness than the entire lining 20 of the adjoining central part 13 of the treatment vessel 10, the upper part 15 is arranged offset from the interior of the vessel by an amount which corresponds to the difference in thickness between the insulation 26 and the refractory lining 20. It can be seen in detail from FIG. 2 that the lining 20 consists of a permanent lining 24 applied to the metallic jacket 19 of the central part 13, to which the wear lining 25 is connected on the inside. The insulation 26 of the upper part 15, on the other hand, has the same structure as the permanent lining 24 of the lower part 11. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, not only the upper part 15 has a metallic jacket 19 with water cooling, but the same is also carried out on the central part 13 up to its flange connection 21 for connection to the lower part 11, which also has a lining 20 Refractory material is provided. In addition, in this exemplary embodiment, a plating 30 made of copper is indicated in the area of the middle part 13, which is attached to the surface of the middle part 13 and the upper part 15 facing the inside of the vessel and adheres due to the shock-like heat dissipation from the vessel transition to the water cooling of the metallic jacket 19 avoiding bear approaches.
In Figur 4 ist dargestellt, daß bei einer Einrichtung des Mittelteils 13 sowie des Oberteils 15 mit einem wassergekühlten Mantel 19 die Abgastemperatur soweit gesenkt werden kann, daß auf einen herkömmlichen Gaskühler verzichtet werden kann, indem an das Oberteil 15 eine Gaskühlstrecke 27 anschließt, die ebenfalls einen wassergekühlten metallischen Mantel 19 gleicher Ausbildung wie für das Mittelteil 13 und das Oberteil 15 vorgesehen aufweist.In Figure 4 it is shown that when the middle part 13 and the upper part 15 are equipped with a water-cooled jacket 19, the exhaust gas temperature can be reduced to such an extent that a conventional gas cooler can be dispensed with by connecting a gas cooling section 27 to the upper part 15, which also has a water-cooled metallic jacket 19 of the same design as that provided for the middle part 13 and the upper part 15.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. The features of the subject matter of these documents disclosed in the above description, the patent claims, the abstract and the drawing can be essential individually or in any combination with one another for realizing the invention in its various embodiments.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Behandlungsgefäß für die Vakuumbehandlung von flüssigem Stahl, bestehend aus einem Unterteil, einem Mittelteil und einem Oberteil und aus an dem Unterteil angesetzten Tauchrohren, wobei das Behandlungsgefäß mit einer Heizvorrichtung, einer Beschickungseinrichtung und einem im rechten Winkel zur Zentralachse des Gefäßes angeordneten Abgasanschluß versehen ist, und wobei das Behandlungsgefäß einen äußeren metallischen Mantel und wenigstens teilweise eine zum Gefäßinneren hin angesetzte Auskleidung aus Feuerfestmaterial aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Mantel (19) des Oberteils (15) des Gefäßes einschließlich des Abgasanschlusses (16) mit einer Wasserkühleinrichtung1. Treatment vessel for the vacuum treatment of liquid steel, consisting of a lower part, a middle part and an upper part and of immersion tubes attached to the lower part, the treatment vessel being provided with a heating device, a charging device and an exhaust gas connection arranged at right angles to the central axis of the vessel , and wherein the treatment vessel has an outer metallic jacket and at least partially a lining made of refractory material attached to the inside of the vessel, characterized in that the metallic jacket (19) of the upper part (15) of the vessel including the exhaust gas connection (16) with a water cooling device
(23) versehen und innenseitig unmittelbar den im Inneren des Gefäßes (10) herrschenden Prozeßbedingungen ausgesetzt ist.(23) and on the inside is directly exposed to the process conditions prevailing inside the vessel (10).
2. Behandlungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Mantel (19) des Oberteils (15) einschließlich des Abgasanschlusses (16) und der metallische Mantel (19) des Mittelteils (13) mit einer Wasserkühlung (23) versehen sind.2. Treatment vessel according to claim 1, characterized in that the metallic jacket (19) of the The upper part (15) including the exhaust gas connection (16) and the metallic jacket (19) of the middle part (13) are provided with water cooling (23).
Behandlungsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenzeichnet, daß der für eine Wasserkühlung eingerichtete metallische Mantel (19) an seiner zum Gefäßinneren weisenden Oberfläche eine Plattierung (30) aus einem eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Material aufweist.Treatment vessel according to claim 1 or 2, characterized in that the metallic jacket (19) set up for water cooling has a cladding (30) made of a material having a high thermal conductivity on its surface facing the interior of the vessel.
Behandlungsgefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierung (30) aus Kupfer besteht .Treatment vessel according to claim 3, characterized in that the plating (30) consists of copper.
Behandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Mantel (19) in seinem für eine Wasserkühlung eingerichteten Bereich doppelwandig ausgebildet und mit Anschlüssen für eine Kühlwasserzufuhr und für eine Ableitung des erwärmten Wassers versehen ist.Treatment vessel according to one of claims 1 to 4, characterized in that the metallic jacket (19) is double-walled in its area designed for water cooling and is provided with connections for supplying cooling water and for discharging the heated water.
Behandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Mantel (19) in seinem für eine Wasserkühlung eingerichteten Bereich aus einzelnen, aneinandergesetzten Rohren zur Durchleitung des Kühlwassers ausgebildet ist.Treatment vessel according to one of claims 1 to 4, characterized in that the metallic jacket (19) is formed in its area set up for water cooling from individual tubes which are placed next to one another for the passage of the cooling water.
Behandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der für eine Wasserkühlung eingerichtete metallische Mantel (19) an seinem Flanschanschluß (21) zu dem eine Auskleidung (20) aus Feuerfestmaterial aufweisenden Gefäßteil (11, 13) innenseitig mit einer sich über einen begrenzten Übergangsbereich erstreckenden Isolierung (26) aus einem Feuerfestmaterial versehen ist.Treatment vessel according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the metallic jacket (19) set up for water cooling has a lining (20) on its flange connection (21) Refractory vessel part (11, 13) is provided on the inside with an insulation (26) made of a refractory material and extending over a limited transition area.
8. Behandlungsgefäß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Übergangsbereich an dem für eine Wasserkühlung eingerichteten metallischen Mantel (19) angeordnete Isolierung (26) eine geringere Stärke als die Auskleidung (20) des anschließenden Gefäßteils (11, 13) aufweist.8. Treatment vessel according to claim 7, characterized in that the insulation (26) arranged in the transition region on the metallic jacket (19) set up for water cooling has a lower thickness than the lining (20) of the adjoining vessel part (11, 13).
9. Behandlungsgefäß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der für eine Wasserkühlung eingerichtete metallische Mantel (19) an seinem Flanschanschluß (21) zu dem eine Auskleidung aus Feuerfestmaterial aufweisenden Gefäßteil (11, 13) um den Unterschiedsbetrag in der Stärke zwischen Isolierung (26) und Auskleidung (20) zum Gefäßinneren versetzt angeordnet ist.9. Treatment vessel according to claim 8, characterized in that the metallic jacket (19) set up for water cooling at its flange connection (21) to the vessel part (11, 13) having a lining made of refractory material by the difference in thickness between insulation (26 ) and lining (20) is arranged offset to the inside of the vessel.
10. Behandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abgasanschluß (16) des Behandlungsgefäßes (10) ein Gaskühler (17) angeschlossen ist.10. Treatment vessel according to one of claims 1 to 9, characterized in that a gas cooler (17) is connected to the exhaust gas connection (16) of the treatment vessel (10).
11. Behandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abgasanschluß (16) des Behandlungsgefäßes (10) eine von dem mit einer Wasserkühlung versehene metallische Mantel (19) gebildete Gaskühlstrecke (27) angeschlossen ist. 11. Treatment vessel according to one of claims 2 to 9, characterized in that a gas cooling section (27) formed by the metal jacket (19) provided with water cooling is connected to the exhaust gas connection (16) of the treatment vessel (10).
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