EP1203920A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschliessen und Öffnen eines Schmelzgefässes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verschliessen und Öffnen eines Schmelzgefässes Download PDF

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EP1203920A1
EP1203920A1 EP01124930A EP01124930A EP1203920A1 EP 1203920 A1 EP1203920 A1 EP 1203920A1 EP 01124930 A EP01124930 A EP 01124930A EP 01124930 A EP01124930 A EP 01124930A EP 1203920 A1 EP1203920 A1 EP 1203920A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tapping channel
shut
melt
barrier liquid
gate valve
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01124930A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard Dr. Fuchs
Dieter Figge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Demag AG filed Critical SMS Demag AG
Publication of EP1203920A1 publication Critical patent/EP1203920A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/44—Consumable closure means, i.e. closure means being used only once
    • B22D41/46—Refractory plugging masses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • 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
    • 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
    • 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
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4653—Tapholes; Opening or plugging thereof

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for closing and Open one in the bottom of a melting pot vertically up to an angle Tapping channel, the tapping channel during the melting process closed at its lower end with a slider and with a barrier material is filled.
  • the mass can be poured into the tapping channel from above are, whereby then no melt may still be present in the melting vessel.
  • DE 32 30 646 C1 describes a method for closing a tapping channel of an electro-metal melting furnace, in which a part of the metal melt is still is located, first in the tapping channel under pressure from below Displacement of the molten metal from the tapping channel a predetermined amount a stuffing and then a predetermined amount of pourable refractory material (granules) is introduced, which then the stuffing material is pressed into the melt. Then the tapping channel with a Slider closed. The slide is pushed to the side and the granules trickle out and give the tapping channel for the melt to exit free again.
  • DE 27 22 282 B1 describes a method for closing and opening a tapping channel known, with the slide open from below into the tapping channel a filling compound is introduced, which consists of particulate refractory filling material and elastic thermoplastic or resin.
  • the filling compound preferably has the shape of a cylindrical body, which from below open slide is inserted into the tapping channel, but can also Balls exist, which are then in from below by means of a stamp-shaped slide the tapping channel are inserted.
  • EP 06 24 769 A1 describes a method for closing a Tapping channel is known in which a flowable mixed with a binder Material is introduced into the tapping channel. In the subsequent reaction this burns between the molten metal and the mixture introduced Binder without residues, and the remaining material clogs the free-flowing form Tapping opening, whereby it is opened by a mechanical shut-off device (slide) until the next tapping is prevented from trickling out.
  • a disadvantage of the known methods is the often necessary blowing lance in order to remove the sintered, originally plastic or granular material present in the tapping channel, and generally the difficult to impossible transport behavior of granular solids (granules) in bent pipelines. It is an object of the invention, based on the known prior art, to provide a method and a device which, while avoiding the disadvantages described, enable the tapping channel to be closed and opened in a simple manner, the closure also being provided with the melt still present in the melting vessel should be feasible.
  • the task is for a lockable with a gate valve and filled with a barrier material arranged vertically to obliquely upwards Shut-off channel of a melting vessel according to the characteristic feature of the Claim 1 procedurally solved in that one with the Melt immiscible barrier liquid introduced into the shut-off channel from below becomes.
  • the barrier liquid is introduced according to an advantageous embodiment the invention with the slide valve closed through an opening in the gate valve or through a side opening above the closed gate valve, through which openings the discharge of the barrier liquid immediately before racking.
  • the barrier liquid according to the invention has a higher density than the melt, creating the barrier liquid within the tapping channel always remains below the melt.
  • the barrier liquid Since the shut-off process in the tapping channel takes place at an elevated temperature, which can reach the operating temperature of the melting vessel, it is necessary that the barrier liquid has a low vapor pressure at these temperatures has to keep evaporation losses as small as possible or entirely excluded.
  • the barrier liquid can advantageously be used several times according to the invention.
  • barrier liquids for example: which are liquid at higher temperatures, but which are still significantly below the operating temperature of the melting vessel are, however, at room temperature are solid, such as lead. Also special alloys that this Requirements for high density, low melting point and immiscibility enough with the melt could be used here.
  • An apparatus for performing the method of the invention is characterized through a gate valve closing the tapping channel downwards.
  • a gate valve closing the tapping channel downwards.
  • the tapping channel is connected to a pipe, by means of a conveying device, for example a piston-cylinder unit, the barrier liquid is pressed up into the tapping channel.
  • the pipes are for the sealing liquid connected to a reservoir from which the barrier liquid is removed for introduction into the tapping channel and in which it flows back out of the tapping channel when it is drained.
  • Pipelines, conveyors and reservoirs are when using a barrier liquid which solidifies at room temperature and is heatable, the liquid state compared to a possible cooling and solidification maintain.
  • a furnace 1 in a partial section of the melting process is in a partial section of the melting process.
  • a vertical tapping channel 4 arranged at its lower end is provided with a shut-off device 10 and by the when the shut-off device is open 10 the melt 3 present in the melting vessel 1 is drawn off can be.
  • the shut-off device 10 has a gate valve 5 with a slide adjusting device 6 and two bores 17, 18, to the bottom of a pipe 8 for Introducing the barrier liquid 7 into the tapping channel 4 and a pipeline 15 are attached to lead away the melt 3.
  • the two pipes 8, 15 are arranged so that they can be moved with the gate valve 5.
  • the tapping channel 4 is already with the barrier liquid 7 filled and thus closed by this.
  • the barrier liquid 7 was thereby via the pipeline 8 by means of a conveyor 9, shown in FIG Embodiment a piston-cylinder unit, in the direction of arrow 12 upwards pressed and is held in the position shown, so that the melt 3 can't run down.
  • the conveying device 9 and the pipeline 8 are provided with a storage container 11 connected, from which the barrier liquid 7 was removed and into which it later flows back again when it taps the melt out of the tapping channel 4 is removed again.
  • FIG 3 shows a shut-off device 10, in the compared to the embodiment of Figures 1 and 2, the gate valve 5 was changed.
  • the alternative Gate valve 5 ' is with an increased distance between the two bores 17, 18 and accordingly with a larger lateral distance between the two pipes 8 and 15 from each other and with one between the two bores 17, 18 arranged refractory plate 16 formed.
  • This increased distance now enables the tapping channel 4 to be shut off directly with the gate valve 5 ', this being pushed into a central position and the refractory plate 16 tightly closes the tapping channel 4 at the bottom.
  • FIG. 4 shows the barrier liquid 7 introduced above the gate valve 21, after this was closed and the melt flow during tapping interrupted.
  • the barrier liquid 7 with the help of the conveyor 9 removed from the reservoir 11 and through the pipe 22 through pressed a lateral inlet opening in the tapping channel 4. It is there too possible, the barrier liquid 7 over several pipes (not shown) in initiate the tapping channel 4.
  • nozzle block that can be heated, for example inductive in order to prevent freezing of possibly penetrating melt 3.
  • shut-off device 30 a container 33 is integrated in the shutoff channel 4, the top with a gate valve 31 for the melt 3 and below with a gate valve 32 for the Barrier liquid 7 is formed.
  • the function of this shut-off device 30 is as follows:
  • the melt flow during tapping is stopped by closing the upper gate valve 31 interrupted. Then the lower gate valve 32 also closed, barrier liquid 7 via the pipe 34 after opening the Shut-off valve 37 is introduced from a storage container 11 into the container 33, the upper gate valve 31 is opened again and by means of the barrier liquid 7 the melt 3 pushed up.
  • the gate valve 31 can remain open during the melting process. It is for safety reasons or because of necessary repair measures but also possible to slide the slide 31 after the melt 3 is pushed up conclude.
  • To drain the barrier liquid 7 is another tap first the shut-off valve 37 is closed again and the shut-off valve 38 is opened, whereby melt 3 now the barrier liquid 7 from the tapping channel 4th and presses the container 33 into the conveyor 36 via the pipeline. at completed filling of the container 33 with melt 3 becomes the shut-off valve 38 then closed and the lower gate valve 32 opened, see above that now the melt from the melting vessel 1 through the container 33 unhindered can flow into the pipeline 15.
  • the pumping of the barrier liquid 7 takes place in this application example by using a pump gravity pump with a conveyor 36, a piston-cylinder unit and one arranged above the container 33 Storage container 11, which is filled with the aid of the conveyor 36.
  • barrier liquids that are only at higher temperatures are liquid and solidify again at lower temperatures, there is a risk that that this solidification in the pipes as well as in the conveyors and takes place in the storage container.
  • such Materials these endangered plant parts are designed to be heated.
  • a tapping channel with a barrier liquid occasionally to fill and thus close and close the melt for tapping by running the barrier fluid out of the tapping channel again opening is not limited to the application examples shown. Much more is the application of the method to all lockable with a slide channel-shaped and vertically to obliquely upward tap openings applicable in the bottom of melting vessels, the training and dimensions the channel-shaped tap openings and the formation of the slide devices, for example, rotary valves can also be used, largely can be designed variably.

Landscapes

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Abstract

Um das Verschließen und Öffnen von einem im Boden von Schmelzgefäßen (1) angeordneten Abstichkanal (4) zu vereinfachen und um den den Abstichkanal (4) nach unten verschließenden Schieber (5) vor der Schmelze (3) zu schützen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, unter Verdrängung der Schmelze (3) den Abstichkanal (4) mit einer Sperrflüssigkeit (7) von unten zu füllen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen und Öffnen eines im Boden eines Schmelzgefäßes vertikal bis schräg nach oben angeordneten Abstichkanals, wobei der Abstichkanal während des Schmelzvorgangs an seinem unteren Ende mit einem Schieber verschlossen und mit einem Sperrmaterial gefüllt ist.
Ein bekanntes und an sich auch bewährtes Verfahren zum Verschließen des Abstichkanals eines feststehenden und nicht kippbaren Schmelzgefäßes besteht beispielsweise darin, mit Hilfe einer entsprechenden Vorrichtung eine geeignete plastische Masse in den Abstichkanal zu pressen und diese damit zu verschließen. Zum Abstich wird die Masse aufgebohrt oder mit einer Sauerstofflanze ausgebrannt.
Das Einfüllen der Masse in den Abstichkanal kann dabei von oben durchgeführt werden, wobei dann noch keine Schmelze im Schmelzgefäß vorhanden sein darf. Es ist aber auch bekannt, das Material von unten in den Abstichkanal zu drücken, wobei dann, falls im Abstichkanal Schmelze vorhanden ist, diese nach oben verdrängt wird. Damit das Material nach dem Einbringen in den Abstichkanal nicht wieder nach unten herausläuft, ist es bekannt, das untere Ende des Abstichkanals durch einen Schieber zu verschließen.
In der DE 32 30 646 C1 wird ein Verfahren zum Verschließen eines Abstichkanals eines Elektro-Metallschmelzofens beschrieben, in dem sich noch ein Teil der Metallschmelze befindet, wobei in den Abstichkanal unter Druck von unten zuerst zur Verdrängung der Metallschmelze aus dem Abstichkanal eine vorbestimmte Menge einer Stopfmasse und anschließend eine vorbestimmte Menge eines schüttfähigen feuerfesten Materials (Granulat) eingebracht wird, wodurch dann das Stopf-material in die Schmelze gedrückt wird. Danach wird der Abstichkanal mit einem Schieber geschlossen. Zum Abstich wird der Schieber zur Seite geschoben und das Granulat rieselt heraus und gibt den Abstichkanal zum Austritt der Schmelze wieder frei.
Aus der DE 27 22 282 B1 ist ein Verfahren zum Schließen und Öffnen eines Abstichkanals bekannt, wobei bei geöffnetem Schieber von unten in den Abstichkanal eine Füllmasse eingebracht wird, die aus teilchenförmigem feuerfesten Füllmaterial und elastischem thermoplastischen Kunststoff oder Harz besteht. Die Füllmasse besitzt bevorzugt die Form eines zylindrischen Körpers, der von unten bei geöffnetem Schieber in den Abstichkanal eingeschoben wird, kann aber auch aus Kugeln bestehen, die dann von unten mittels eines stempelförmigen Schiebers in den Abstichkanal eingeschoben werden.
In der DE 28 32 635 A1 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem zum Verschließen der Abstichöffnung von Hüttenöfen gleichfalls ein partikelförmiges Material verwendet wird, beispielsweise Sand. Zunächst wird aber Druckluft in den Abstichkanal eingeleitet, verdrängt dort die Schmelzmasse und schiebt sie in den Ofeninnenraum zurück. Danach wird Sand in den Abstichkanal eingebracht, wodurch an der Kontaktstelle mit der Schmelzmasse diese am inneren Ende des Abstichkanals erstarrt und dort den Abstichkanal verschließt. Zum Abstich wird zunächst der Sand aus dem Abstichkanal mit Hilfe einer Blaslanze entfernt, wonach die erstarrte Schmelze sich wieder erwärmt, erweicht und schließlich aus dem Abstichkanal herausfließt.
Schließlich ist aus der EP 06 24 769 A1 ein Verfahren zum Verschließen eines Abstichkanals bekannt, bei dem ein mit einem Bindemittel vermischtes fließfähiges Material in den Abstichkanal eingebracht wird. Bei der anschließenden Reaktion zwischen der Metallschmelze und dem eingebrachten Gemisch verbrennt das Bindemittel rückstandslos, und das Restmaterial verstopft in rieselfähiger Form die Abstichöffnung, wobei sie durch eine mechanische Absperrvorrichtung (Schieber) bis zum nächsten Abstich vor dem Herausrieseln gehindert wird.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist die oftmals notwendige Blaslanze, um das im Abstichkanal vorhandene versinterte, ursprünglich plastische oder granulatförmige Material zu entfernen, sowie generell das schwierige bis unmögliche Transportverhalten körniger Feststoffe (Granulate) in gebogenen Rohrleitungen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ausgehend vom bekannten Stand der Technik, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, das bzw. die unter Vermeidung der geschilderten Nachteile in einfacher Weise das Verschließen und Öffnen des Abstichkanals ermöglichen, wobei das Verschließen auch bei noch vorhandener Schmelze im Schmelzgefäß durchführbar sein soll.
Die gestellte Aufgabe wird für einen mit einem Absperrschieber verschließbaren und mit einem Sperrmaterial gefüllten vertikal bis schräg nach oben angeordneten Absperrkanal eines Schmelzgefäßes gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass als Sperrmaterial eine mit der Schmelze nicht mischbare Sperrflüssigkeit von unten in den Absperrkanal eingebracht wird.
Durch das Einbringen einer Sperrflüssigkeit von unten in den Abstichkanal ist es möglich, noch im Abstichkanal vorhandene Schmelze zurück in den Ofenschmelzraum zu verdrängen. Dies geschieht durch Anwendung eines äußeren Drucks auf die Sperrflüssigkeit, wodurch diese entgegen der Ausfließrichtung der Schmelze in den Abstichkanal gedrückt wird.
Das Einbringen der Sperrflüssigkeit geschieht nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bei geschlossener Schieberstellung durch eine Öffnung im Absperrschieber oder durch eine seitliche Öffnung oberhalb des geschlossenen Absperrschiebers, durch welche Öffnungen dann auch das Ausbringen der Sperrflüssigkeit unmittelbar vor dem Abstich erfolgt.
Die Verwendung einer Sperrflüssigkeit zum Verschließen und Öffnen des Abstichkanals ist gegenüber dem Einsatz von plastischen oder granulatförmigen Stoffen in seiner Handhabung - auch über Rohrleitungen - problemlos und bedarf, einmal installiert, keinerlei weiterer technischer oder zeitaufwendiger Vorarbeiten am Abstichkanal.
Damit die Sperrflüssigkeit gegenüber der Schmelze keinen Auftrieb erfährt, wie beispielsweise bei der Verwendung von feuerfesten Granulaten oder Sand geschehen kann, besitzt die Sperrflüssigkeit gemäß der Erfindung eine höhere Dichte als die Schmelze, wodurch die Sperrflüssigkeit innerhalb des Abstichkanals stets unterhalb der Schmelze verbleibt.
Da der Absperrvorgang im Abstichkanal bei einer erhöhten Temperatur stattfindet, die bis zur Betriebstemperatur des Schmelzgefäßes reichen kann, ist es erforderlich, dass die Sperrflüssigkeit bei diesen Temperaturen einen niedrigen Dampfdruck besitzt, um Verdampfungsverluste möglichst klein zu halten bzw. gänzlich auszuschließen.
Aufgrund der Eigenschaft der Schmelzflüssigkeit, mit der Schmelze nicht mischbar zu sein und sich auch durch den Kontakt mit der Schmelze und durch die Temperaturbeanspruchung im Abstichkanal nicht eigenschaftsmäßig zu verändern, kann die Sperrflüssigkeit mit Vorteil gemäß der Erfindung mehrfach verwendet werden.
Als Sperrflüssigkeiten können beispielsweise auch solche Stoffe eingesetzt werden, die bei höheren Temperaturen flüssig sind, die aber noch deutlich unterhalb der Betriebstemperatur des Schmelzgefäßes liegen, bei Raumtemperatur dagegen fest sind, wie beispielsweise Blei. Auch spezielle Legierungen, die diesen Forderungen nach hoher Dichte, niedrigem Schmelzpunkt und Nichtmischbarkeit mit der Schmelze genügen, könnten hierbei zum Einsatz kommen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen den Abstichkanal nach unten verschließenden Absperrschieber. Durch eine Öffnung dieses Absperrschiebers oder durch eine seitliche Öffnung oberhalb dieses Schiebers ist der Abstichkanal jeweils mit einer Rohrleitung verbunden, durch die mit Hilfe einer Fördereinrichtung, beispielsweise einer Kolben-Zylinder-Einheit, die Sperrflüssigkeit nach oben in den Abstichkanal gedrückt wird.
Da gemäß der Erfindung die Sperrflüssigkeit wieder verwendbar ist, sind die Rohrleitungen für die Sperrflüssigkeit mit einem Vorratsbehälter verbunden, aus dem die Sperrflüssigkeit zum Einbringen in den Abstichkanal entnommen wird und in den sie beim Ablassen aus dem Abstichkanal wieder zurückfließt.
Rohrleitungen, Fördervorrichtungen und Vorratsbehälter sind bei Verwendung einer bei Raumtemperatur sich verfestigenden Sperrflüssigkeit beheizbar ausgebildet, um den Flüssigkeitszustand gegenüber einer möglichen Abkühlung und Erstarrung aufrechtzuerhalten.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend an in schematischen Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Absperrvorrichtung mit eingefüllter Sperrflüssigkeit,
Fig. 2
eine Absperrvorrichtung gemäß Fig. 1 in Abstichstellung,
Fig. 3
eine Absperrvorrichtung gemäß Fig. 1 mit verändertem Absperrschieber,
Fig. 4
eine Absperrvorrichtung mit seitlicher Sperrflüssigkeitszufuhr,
Fig. 5
eine Absperrvorrichtung mit zwischengeschaltetem Behälter.
In der Zeichnungsfigur 1 ist in einem Teilausschnitt ein Schmelzofen 1 während des Schmelzvorgangs dargestellt. Durch die feuerfeste Zustellung 2 hindurch ist im Boden ein vertikaler Abstichkanal 4 angeordnet, der an seinem unteren Ende mit einer Absperrvorrichtung 10 versehen ist und durch den bei geöffneter Absperrvorrichtung 10 die im Schmelzgefäß 1 vorhandene Schmelze 3 abgezogen werden kann.
Die Absperrvorrichtung 10 besitzt einen Absperrschieber 5 mit Schieberstellvorrichtung 6 sowie zwei Bohrungen 17, 18, an die unten eine Rohrleitung 8 zum Einbringen der Sperrflüssigkeit 7 in den Abstichkanal 4 und eine Rohrleitung 15 zur Wegführung der Schmelze 3 befestigt sind. Die beiden Rohrleitungen 8, 15 sind so angeordnet, dass sie mit dem Absperrschieber 5 verschoben werden können.
Im dargestellten Betriebszustand ist der Abstichkanal 4 bereits mit der Sperrflüssigkeit 7 gefüllt und somit durch diese verschlossen. Die Sperrflüssigkeit 7 wurde dabei über die Rohrleitung 8 mittels einer Fördereinrichtung 9, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kolben-Zylinder-Einheit, in Pfeilrichtung 12 nach oben gedrückt und wird in der abgebildeten Stellung gehalten, so dass die Schmelze 3 nicht nach unten herauslaufen kann.
Die Fördervorrichtung 9 und die Rohrleitung 8 sind mit einem Vorratsbehälter 11 verbunden, aus dem die Sperrflüssigkeit 7 entnommen wurde und in den sie später wieder zurückfließt, wenn sie zum Abstich der Schmelze aus dem Abstichkanal 4 wieder entfernt wird.
In Figur 2 ist der Betriebszustand des Abstichs des Schmelzgefäßes dargestellt. Durch seitliches Verschieben des Absperrschiebers 5 wurde auch die Rohrleitung 8 für die Sperrflüssigkeit 7 aus ihrer Stellung unterhalb des Abstichkanals 4 verschoben und an ihrer Stelle die gleichfalls mit dem Absperrschieber 5 verbundene Rohrleitung 15 unter den Abstichkanal 4 gebracht, wodurch nun die Schmelze durch die Bohrung 18 des Absperrschiebers 5 in Pfeilrichtung 14 aus dem Abstichkanal 4 herausläuft.
Das Verfahren der Erfindung läuft bei einem feststehenden Schmelzofen 1 entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel wie folgt ab:
  • Abstich der Schmelze 3 durch den Abstichkanal 4
  • Verschieben des Absperrschiebers 5 mittels der Schieberstellvorrichtung 6, so dass die Rohrleitung 8 unterhalb des Abstichkanals 4 gelangt
  • Einbringen der Sperrflüssigkeit 7 aus dem Vorratsbehälter 11 in den Abstichkanal 4 unter Verdrängung der im Abstichkanal 4 vorhandenen Schmelze 3 von unten durch die Bohrung 17 des Absperrschiebers über die Rohrleitung 8
  • Verbleib der Sperrflüssigkeit 7 im Abstichkanal 4 während der Schmelzphase
  • Ablassen der Sperrflüssigkeit 7 in den Vorratsbehälter 11 über die Rohrleitung 8, wonach die Schmelze 3 wieder in den Abstichkanal 4 gelangt
  • Verschieben des Absperrschiebers 5 mittels der Schieberstellvorrichtung 6, so dass nun die Rohrleitung 15 unterhalb des Abstichkanals 4 gelangt und der Abstich der Schmelze 3 durch die Bohrung 18 des Absperrschiebers 5 erfolgt.
Figur 3 zeigt eine Absperrvorrichtung 10, bei der gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 der Absperrschieber 5 verändert wurde. Der alternative Absperrschieber 5' ist mit einem vergrößerten Abstand der beiden Bohrungen 17, 18 und dementsprechend mit einem größeren seitlichen Abstand der beiden Rohrleitungen 8 und 15 voneinander und mit einer zwischen den beiden Bohrungen 17, 18 angeordneten feuerfesten Platte 16 ausgebildet. Dieser vergrößerte Abstand ermöglicht nun ein direktes Absperren des Abstichkanals 4 mit dem Absperrschieber 5', wobei dieser in eine Mittelstellung geschoben ist und die feuerfeste Platte 16 den Abstichkanal 4 unten dicht verschließt.
In einem anderen Anwendungsbeispiel mit einer Absperrvorrichtung 20 wird, wie Figur 4 zeigt, die Sperrflüssigkeit 7 oberhalb des Absperrschiebers 21 eingebracht, nachdem dieser verschlossen wurde und den Schmelzfluss beim Abstich unterbrochen hat. Hierbei wird die Sperrflüssigkeit 7 mit Hilfe der Fördervorrichtung 9 aus dem Vorratsbehälter 11 entnommen und über die Rohrleitung 22 durch eine seitliche Eintrittsöffnung in den Abstichkanal 4 gedrückt. Es ist dabei auch möglich, die Sperrflüssigkeit 7 über mehrere Rohrleitungen (nicht dargestellt) in den Abstichkanal 4 einzuleiten.
Weiterhin ist es gemäß der Erfindung auch möglich, statt der seitlichen Eintrittsöffnung einen Düsenstein zu verwenden, der beheizbar sein kann, beispielsweise induktiv, um ein Einfrieren von eventuell eindringender Schmelze 3 zu verhindern.
In einem weiteren Anwendungsbeispiel gemäß Figur 5 mit der Absperrvorrichtung 30 ist ein Behälter 33 im Absperrkanal 4 integriert, der oben mit einem Absperrschieber 31 für die Schmelze 3 und unten mit einem Absperrschieber 32 für die Sperrflüssigkeit 7 ausgebildet ist. Die Funktion dieser Absperrvorrichtung 30 ist wie folgt:
Der Schmelzenfluss während des Abstiches wird durch Schließen des oberen Absperrschiebers 31 unterbrochen. Danach wird der untere Absperrschieber 32 ebenfalls geschlossen, Sperrflüssigkeit 7 über die Rohrleitung 34 nach Öffnung des Absperrventils 37 aus einem Vorratsbehälter 11 in den Behälter 33 eingebracht, der obere Absperrschieber 31 wieder geöffnet und mittels der Sperrflüssigkeit 7 die Schmelze 3 nach oben gedrückt.
Während des Schmelzvorganges kann der Absperrschieber 31 geöffnet bleiben. Aus Sicherheitsgründen oder wegen erforderlicher Reparaturmaßnahmen ist es aber auch möglich, den Schieber 31 nach dem Hochdrücken der Schmelze 3 zu schließen. Zum Ablassen der Sperrflüssigkeit 7 zu einem weiteren Abstich wird zunächst das Absperrventil 37 wieder geschlossen und das Absperrventil 38 geöffnet, wodurch Schmelze 3 nun die Sperrflüssigkeit 7 aus dem Abstichkanal 4 und dem Behälter 33 über die Rohrleitung in die Fördervorrichtung 36 drückt. Bei abgeschlossenem Füllvorgang des Behälters 33 mit Schmelze 3 wird das Absperrventil 38 dann geschlossen und der untere Absperrschieber 32 geöffnet, so dass nun die Schmelze aus dem Schmelzgefäß 1 über den Behälter 33 ungehindert in die Rohrleitung 15 fließen kann.
Die Förderung der Sperrflüssigkeit 7 geschieht in diesem Anwendungsbeispiel durch Anwendung einer Pumpen-Schwerkraft-Förderung mit einer Fördervorrichtung 36, einer Kolben-Zylinder-Einheit und einem oberhalb des Behälters 33 angeordneten Vorratsbehälter 11, der mit Hilfe der Fördereinrichtung 36 gefüllt wird.
Bei der Verwendung von Sperrflüssigkeiten, die nur bei höheren Temperaturen flüssig sind und bei niedrigeren Temperaturen wieder erstarren, besteht die Gefahr, dass dieses Erstarren in den Rohrleitungen sowie in den Fördervorrichtungen und im Vorratsbehälter erfolgt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind bei derartigen Stoffen diese gefährdeten Anlagenteile beheizbar ausgebildet.
Das Verfahren der Erfindung, einen Abstichkanal mit einer Sperrflüssigkeit fallweise unter Verdrängung der Schmelze zu füllen und damit zu schließen und diesen zum Abstich durch Herauslaufen der Sperrflüssigkeit aus dem Abstichkanal wieder zu öffnen, ist nicht auf die dargestellten Anwendungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist die Anwendung des Verfahrens auf alle mit einem Schieber verschließbaren kanalförmigen und vertikal bis schräg nach oben angeordneten Abstichöffnungen im Boden von Schmelzgefäßen anwendbar, wobei die Ausbildung und Abmessung der kanalförmigen Abstichöffnungen sowie die Ausbildung der Schiebervorrichtungen, beispielsweise können auch Drehschieber eingesetzt werden, weitgehend variabel gestaltet sein können.
Bezugszeichenliste
1
Schmelzgefäß
2
Feuerfeste Zustellung
3
Schmelze
4
Abstichkanal
5, 5'
Absperrschieber
6
Schieberstellvorrichtung
7
Sperrflüssigkeit
8
Rohrleitung für Sperrflüssigkeit
9
Fördervorrichtung
10
Absperrvorrichtung
11
Vorratsbehälter
12
Transportrichtung Sperrflüssigkeit
14
Transportrichtung Schmelze beim Abstich
15
Rohrleitung für Schmelze
16
Feuerfeste Platte
17,18
Bohrungen im Absperrschieber
20
Absperrvorrichtung
21
Absperrschieber
22
Rohrleitung für Sperrflüssigkeit
23
Transportrichtung Sperrflüssigkeit
30
Absperrvorrichtung
31
Absperrschieber
32
Absperrschieber
33
Behälter
34
Rohrleitung für Sperrflüssigkeit
35
Rohrleitung für Sperrflüssigkeit
36
Fördervorrichtung
37
Absperrventil in Rohrleitung 34
38
Absperrventil in Rohrleitung 35

Claims (13)

  1. Verfahren zum Verschließen und Öffnen eines im Boden eines Schmelzgefäßes (1) vertikal bis schräg nach oben angeordneten Abstichkanals (4), wobei der Abstichkanal (4) während des Schmelzvorgangs an seinem unteren Ende mit einem Absperrschieber verschlossen und mit einem Sperrmaterial gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Sperrmaterial eine mit der Schmelze (3) nicht mischbare Sperrflüssigkeit (7) von unten in den Abstichkanal (4) eingebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Sperrflüssigkeit (7) durch Einwirkung eines äußeren Drucks unter Verdrängung von im Abstichkanal (4) vorhandener Schmelze (3) durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Sperrflüssigkeit (7) in den Abstichkanal (4) von unten durch den geöffneten Absperrschieber (5, 5', 31) und/oder durch eine seitliche Öffnung oberhalb des geschlossenen Absperrschiebers (21) im unteren Abstichkanalbereich erfolgt.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrflüssigkeit (7) einen möglichst geringen Dampfdruck besitzt und ihre Dichte größer ist als die Dichte der Schmelze (3).
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrflüssigkeit (7) aus einem Feststoff gebildet ist, der erst bei höheren Temperaturen, aber noch wesentlich unterhalb der Betriebstemperatur des Schmelzgefäßes (1) schmilzt, beispielsweise Blei.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrflüssigkeit (7) sich während ihrer Verweilzeit im Abstichkanal (4) durch die dabei stattfindende Temperaturbelastung und durch den Kontakt mit der Schmelze (3) nicht verändert und mehrfach verwendbar ist.
  7. Absperrvorrichtung (10) zum Verschließen und Öffnen eines im Boden eines Schmelzgefäßes (1) vertikal bis schräg nach oben angeordneten Abstichkanals (4), wobei der Abstichkanal (4) während des Schmelzvorgangs an seinem unteren Ende mit einem Absperrschieber (5, 5') verschlossen und mit einer Absperrflüssigkeit (7) gefüllt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit dem Absperrschieber (5, 5') verbundene Rohrleitung (15) zum Austrag der Schmelze (3) und parallel hierzu eine gleichfalls mit dem Absperrschieber (5, 5') verbundene Rohrleitung (8) zum Ein- und Ausbringen der Sperrflüssigkeit (7), wobei die Rohrleitungen (8, 15) so angeordnet sind, dass sie durch Verschiebung des Absperrschiebers (5, 5') abwechselnd den Abstichkanal (4) nach unten verlängern.
  8. Absperrvorrichtung (20) zum Verschließen und Öffnen eines im Boden eines Schmelzgefäßes (1) vertikal bis schräg nach oben angeordneten Abstichkanals (4), wobei der Abstichkanal (4) während des Schmelzvorgangs an seinem unteren Ende mit einem Absperrschieber (21) verschlossen und mit einer Sperrflüssigkeit (7) gefüllt wird zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine den Abstichkanal (4 ) nach unten verlängernde Rohrleitung (15), die durch einen Absperrschieber (21) zum Austrag der Schmelze (3) verschlossen und geöffnet werden kann und mit mindestens einer seitlich oberhalb des Absperrschiebers (21) angeordneten, mit dem Abstichkanal (4) verbundenen Rohrleitung (22) zum Ein- und Ausbringen der Sperrflüssigkeit (7).
  9. Absperrvorrichtung (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrflüssigkeit (7) in den Abstichkanal (4) über mindestens einen seitlich angeordneten Düsenstein erfolgt.
  10. Absperrvorrichtung (30) zum Verschließen und Öffnen eines im Boden eines Schmelzgefäßes (1) vertikal bis schräg nach oben angeordneten Abstichkanals (4), wobei der Abstichkanal (4) während des Schmelzvorgangs mit einer Sperrflüssigkeit (7) gefüllt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Abstichkanal (4) und der darunter befindlichen Rohrleitung (15) zum Austrag der Schmelze (3) angeordneten Behälter (33), der über Absperrschieber (31, 32) mit der Schmelze (3) gefüllt und entleert werden kann und der über mindestens eine Rohrleitung (34, 35), die seitlich in den Behälter (33) einmündet, mit Sperrflüssigkeit (7) gefüllt und entleert werden kann.
  11. Absperrvorrichtung (10, 20, 30) nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ein- und Ausbringen der Sperrflüssigkeit (7) die Rohrleitungen (8, 22, 34, 35), jeweils mit einer Fördervorrichtung (9, 36), beispielsweise einer Kolben-Zylinder-Einheit, verbunden sind.
  12. Absperrvorrichtung (10, 20, 30) nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitungen (8, 22, 34, 35) mit einem Vorratsbehälter (11) für die Sperrflüssigkeit verbunden sind.
  13. Absperrvorrichtung (10, 20, 30) nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitungen (8, 22, 34, 35), die Fördervorrichtungen (9, 36) und der Vorratsbehälter (11) bei Verwendung von bei niedrigen Temperaturen bis hin zur Raumtemperatur erstarrenden Sperrflüssigkeiten (7) beheizbar ausgebildet sind.
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