EP2315859B1 - Verschlussstopfen für kippbare konverter - Google Patents

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EP2315859B1
EP2315859B1 EP09776099.5A EP09776099A EP2315859B1 EP 2315859 B1 EP2315859 B1 EP 2315859B1 EP 09776099 A EP09776099 A EP 09776099A EP 2315859 B1 EP2315859 B1 EP 2315859B1
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EP
European Patent Office
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fact
sealing plug
accordance
weight
plug
Prior art date
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EP09776099.5A
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English (en)
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EP2315859A1 (de
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Veronica Stilkerieg
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STILKERIEG, VERONICA
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP2315859A1 publication Critical patent/EP2315859A1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/12—Opening or sealing the tap holes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/12—Opening or sealing the tap holes
    • C21B7/125—Refractory plugging mass
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F27D3/1536—Devices for plugging tap holes, e.g. plugs stoppers

Definitions

  • the invention relates to a sealing plug for the tap hole of a tiltable converter, which can be introduced from outside the converter to the converter inside in the tap hole and fixed there and its constituents refractory material with clay components, binders, water and mineral oil with the liquid steel together again ausschwemmbar from the tap hole are.
  • the invention relates to a method for producing a closure plug to be used for the temporary closing of the tapping hole of a tiltable converter consisting of a clay constituent, binder, water and mineral oil and additives refractory material.
  • Tiltable converters are equipped with an outlet opening or a taphole that allows the converter wall to transfer the liquid steel into the tapping pan or the transport vessel when the converter is tilted. To empty the converter is tilted so that the steel can flow through the tap hole. Since on the liquid steel always specifically lighter slag of different viscosity floats, this forcibly passes during tilting first in the tap hole and thus in more or less large amount in the tapping pan and the transport container. For many subsequent metallurgical processes, the presence of oxygen rich and often phosphorus or sulfur enriched slag is of considerable disadvantage.
  • a stopper which consists of a plastic material, introduced into the tap hole and then can be deformed between two Verformplatten so that it automatically remains within the tap hole.
  • the upper Verformplatte is funnel-shaped and merges into a piece of pipe that extends to serving as an abutment for a deforming lower Verformplatte.
  • the deforming device has a pulling claw, which is passed through the pipe section and then with appropriate force can be pulled back toward lower Verformplatte so as to deform the plastic region of the sealing plug between the two Verformplatten accordingly.
  • the plastically formed refractory material essentially comprises binding clay, alumina silicates, water, plasticizers, binders and additives.
  • From the US 4,143,867 A is a curable composition with increased thermal resistance known to be used, inter alia, as gutter or Stichlochstampfmasse.
  • the matrix contains 1-30% by weight glass powder, preferably with a grain size of 0-100 ⁇ . This provides heat-resistant, high-density, high-dimensional and compressive strength bodies.
  • the Stichlochstampfmassen be removed after completion of the melting process; they can not be flushed out of the tap hole of a converter via the liquid steel.
  • the invention is therefore based on the object to provide a lightweight lightweight, ausschwemmbaren from the tap hole on the liquid steel sealing plug with high storage stability.
  • the object is achieved according to the invention in that the refractory material is mixed with mineral glass hollow spheres which are designed to absorb water over a rough surface in a limited manner.
  • the mineral glass hollow spheres have a diameter of 0.2 to 5 mm, preferably 0.5 to 1 mm.
  • Such glass hollow spheres are advantageously stable, can be mixed in well and work well with the clay components that supply them specifically during storage with water, so that the clay components retain their flexibility.
  • the mineral glass bubbles lead, as required by the task, to a significant reduction in weight and indeed in the required relatively small diameters. If the proportion of styrofoam balls is replaced by glass hollow spheres, the total weight of the sealing plug drops by far more than 20%.
  • the volume fraction of mineral glass bubbles is 5 to 40%, preferably 10 to 30%, of the total refractory material.
  • the stopper has the necessary stability and just the longer storage possibility, so that he is overall much better to handle and store with its reduced weight and also to use.
  • the hollow glass spheres receiving a limited amount of water have a special outer surface, this being the case in particular when the mineral glass hollow spheres are expanded glass spheres.
  • This expanded glass does not receive a smooth surface during manufacture, but rather the desired rough surface into which water particles can advantageously be stored.
  • the mineral glass hollow spheres consist of blown glass produced from recycled glass, because this not only specifically gives the blown glass the desired formation, but also keeps the price low, which proves to be advantageous when selling the sealing plug.
  • the tapping hole receives not least by the flow of liquid and thus hot steel a different shape. It has proved to be particularly useful to form the existing of the refractory material with the mineral glass bubbles hollow plug to a cylinder, which can then be pressed after insertion into the tap hole against the walls of this tap hole.
  • the cylindrical shape actually adapts optimally to any shape of the tap hole, even if this changes the overall shape over the course of its useful life.
  • the plug has the shape of a truncated cone. He can then be inserted in the appropriate direction in the funnel-shaped tap hole and then fixed there by pressing.
  • the upper deforming plate has a funnel-shaped design from the outset, that is to say it goes over into the pipe section accordingly.
  • the plug has an inner bore and an upper and lower Verformplatte wherein the thickness of the upper Verformplatte, which is formed transiently in the inner bore, is increasingly carried out to the inner bore.
  • the upper deformation plate is composed of a plurality of metal rings of different flexibility or stability, wherein the flexibility of the metal rings is selected to decrease the outer ring.
  • the flexibility of the metal rings is selected to decrease the outer ring.
  • the corresponding deformation or compression of the plug is achieved particularly well when the upper Verformplatte and introduced into the inner bore pipe piece form a unit, wherein the lower Verformplatte is designed as an abutment.
  • the lower Verformplatte is designed as an abutment.
  • this is more expedient or to work as before with a push-pull claw pushed through the pipe section, can be left undecided, in any case, so is the desired setting of the plug in the taphole to achieve.
  • the possibility is further given, either the upper Deformation plate as before give the funnel shape or to work with the metal rings or the different thickness deformation plates. In order to leave little space for the slag on the inside edge, the upper deforming plate will end as far as possible with the edge. Therefore, if possible, the lower deforming plate should be movable.
  • the individual components d. H. the clay components, binder, water and mineral oil as well as the various additives are mixed together evenly to a refractory material.
  • the invention provides that are used as additives mineral glass hollow spheres with a rough surface, which are watered before mixing with the other mixture components and thereby bind up to 100% of its own weight of water itself.
  • these glass hollow spheres are a special type of hollow glass spheres, namely those mineral with a special surface which are suitable for binding water or other liquids. It has proved to be particularly useful that produced as mineral hollow spheres made of glass blown glass balls.
  • These blown glass spheres have a rough surface that is capable of containing appropriate amounts of moisture, ie. H. especially water, to bind to and keep this even after mixing in the remaining ingredients until these other ingredients need moisture and then can absorb from the Blähglaskugeln.
  • appropriate amounts of moisture ie. H. especially water
  • the binding clay and the toner silicates remain so elastic or yielding that they can still be processed properly even after prolonged periods of storage or storage.
  • a closure plug which can be stored particularly well can be achieved by shaping the mixture after the mixing process, while or afterwards providing it with the forming plates and tube piece, and then packing it all around tightly in foil.
  • a sealing plug made in this way is ready to ship and can be safely stored by the manufacturer or the user for longer periods of time, ie for at least half a year, in order to then be used in the converter.
  • the invention is characterized in particular by the fact that a closure plug and a method for producing this plug is provided, which provide a closure plug for use in tiltable converters, which can therefore be optimally processed because it has the necessary plastiability over long periods of time , Retains the necessary moisture and thus deformability in its entire dimension and is much better to handle due to its lower weight than the styrofoam-enriched sealing plug of the prior art.
  • These special features and properties of the sealing plug according to the invention prove to be particularly advantageous because they give the opportunity to send these plugs over long distances and thus corresponding periods around the world. They are not only due to their stable property during transport to keep in optimal shape, but also in your storage at the user. They are then available to the user exactly in the given form during use and then still have the necessary deformability, so that they can always be positioned safely and evenly in the respective tap hole.
  • FIG. 1 is a converter 2 in tilted position again, it being clear that can flow through the tap hole 3 of the liquid steel 6 in a beam.
  • liquid slag 6 On the located in the converter 2 liquid slag 6 is a thick slag layer 7, which just can not flow in this situation.
  • the taphole 3 extends from the outer wall 4 to the converter inner side 5 and is here at least cylindrically shaped.
  • the liquid steel 6 flows here in a trolley 8 and can then be moved to the next processing step.
  • the sealing plug 1, not shown here is in this Position of the converter 2 washed out for a long time and is located if you like in the dolly 8, the amount is so small that it does not matter.
  • FIG. 2 is a section through the wall of the converter 2 again, being inserted into the tap hole 3 here on the sealing plug 1.
  • This stopper 1 is made of refractory material 10, which is enriched with hollow glass spheres, as will be made clear later. It has the shape of a cylinder 15 and is penetrated by an inserted into the inner bore 18 pipe section 21, so that a setting device 7 can be pushed through with the upper pulling claws 22 to influence in the position shown, the upper Verformplatte 19 toward lower Verformplatte 20 and cause it to press against the wall 28 of the tap hole 3.
  • the pulling claw 22 can be removed by deactivating the corresponding elements again through the pipe section 21, so that then the closure plug closes the tap hole 3 until it is flushed out by the liquid steel 6.
  • FIG. 3 shows a closure plug 1, consisting of a refractory material 10.
  • a refractory material 10 10-30 wt.% Glass hollow spheres 11, 12, 13, 14 are mixed, which are made of recycled glass and produce a blown glass having a roughened surface, in the Moisture, ie above all water can be deposited.
  • the plug 1 has the shape of a cylinder 15. Recognizable is the inner bore 18, in which the pipe section 21 is inserted and thus connects the upper Verformplatte 19 with the lower Verformplatte 20.
  • the upper Verformplatte 19 is composed of different metal rings 23, 24, 25, wherein the flexibility decreases towards the outer ring 26, so that when pulling the pipe piece 21, first of all the inner metal ring 25 begins to deform and last the outer metal ring 23. This achieves the formation of a funnel, which is beneficial for the leakage of the liquid steel 6 later.
  • Figure 3a, 3b and 3c show different material configurations for the upper Verformplatte 19, wherein after FIG. 3a the thickness decreases from the inside to the outside, so that this also results in influencing the upper Verformplatte 19 a funnel shape.
  • the same can be achieved with the training FIG. 3b , with the metal rings 23, 24, 25 different flexibility.
  • Different materials are joined together to form a corresponding upper deforming plate 19, which likewise makes it possible for the upper deforming plate 19 to deform first in the middle and then only in the region of the outer rim 26 or vice versa.
  • FIGS. 4 to 7 It is shown that with the aid of the sealing plug 1 according to the invention, it is possible to adapt it to the shape of the tap hole 3.
  • the tapping hole 3 is formed the same throughout and thus gives the shape of a cylinder again.
  • a sealing plug 1 is introduced in the form of a cylinder 15.
  • FIGS. 5 and 7 lends itself to the shape of the sealing plug 1 to give it the shape of a truncated cone 16, 16 ', so that it can be optimally secured against the wall 28 of the taphole 3.
  • FIG. 6 where the cylindrical shape is advantageous in order to be able to insert the sealing plug 1 securely into the taphole 3.
  • FIG. 8 shows an upper Verformplatte 19, which is composed of differently shaped metal rings 23, 24, 25 and thus ensures that from the outer ring 26 ago the uniform deformation of the sealing plug 1 is possible, even if as desired center of the hopper is given by the liquid steel 6 can then drain conveniently during the later process.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verschlussstopfen für das Abstichloch eines kippbaren Konverters, der von außerhalb des Konverters bis zur Konverterinnenseite in das Abstichloch einführbar und dort festsetzbar ist und dessen Bestandteile Feuerfestmaterial mit Tonbestandteilen, Bindern, Wasser und Mineralöl mit dem flüssigen Stahl zusammen wieder aus dem Abstichloch ausschwemmbar sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines für das zeitweise Verschließen des Abstichloches eines kippbaren Konverters zu verwendenden Verschlussstopfen bestehend aus einem Tonbestandteil, Binder, Wasser und Mineralöl sowie Zusatzstoffe aufweisenden Feuerfestmaterial.
  • Kippbare Konverter sind mit einer die Konverterwand durchörternden Auslauföffnung bzw. einem Abstichloch ausgerüstet, um beim Kippen des Konverters den flüssigen Stahl in die Abstichpfanne oder das Transportgefäß zu überführen. Zum Entleeren wird der Konverter gekippt, sodass der Stahl durch das Abstichloch abströmen kann. Da auf dem flüssigen Stahl stets spezifisch leichtere Schlacke unterschiedlicher Viskosität aufschwimmt, gelangt diese zwangsweise beim Kippvorgang zuerst in das Abstichloch und somit in mehr oder weniger großer Menge in die Abstichpfanne bzw. den Transportbehälter. Für zahlreiche nachfolgende metallurgische Prozesse ist das Vorhandensein von sauerstoffreicher und häufig mit Phosphor oder Schwefel angereicherter Schlacke von erheblichem Nachteil. Von daher hat man mit Erfolg einen Verschlussstopfen entwickelt ( EP 0 635 071 ), der aus einem plastischen Material besteht, in das Abstichloch eingeführt und dann zwischen zwei Verformplatten so verformt werden kann, dass er selbstständig innerhalb des Abstichloches verbleibt. Die obere Verformplatte ist trichterförmig ausgebildet und geht in ein Rohrstück über, das bis zum als Widerlager für eine Verformvorrichtung dienende untere Verformplatte reicht. Die Verformvorrichtung verfügt über eine Ziehkralle, die durch das Rohrstück hindurchgeführt wird und dann mit entsprechendem Kraftaufwand wieder in Richtung untere Verformplatte gezogen werden kann, um so den plastischen Bereich des Verschlussstopfens zwischen den beiden Verformplatten entsprechend zu verformen. Das plastisch ausgebildete Feuerfestmaterial weist im Wesentlichen Bindeton, Tonerdsilikate, Wasser, Plastifizierer, Binder und Zusatzstoffe auf. Nach der DE 198 48 004 A1 wird eine nicht unbeträchtliche Menge an Kohlenwasserstoffverbindungen in Form von Styroporkugeln als Zusatzstoff dem Feuerfestmaterial zugemischt, um einmal das Gewicht des Verschlussstopfens zu verringern und zum anderen um so eine bessere und gleichmäßigere Verformung des Verschlussstopfens zu erreichen. Nachteilig ist dabei allerdings, dass das Styropor, das ja kein Wasser aufnimmt, eher destabilisierend wirkt, sodass insbesondere die Lagerzeit eines derartigen Verschlussstopfens begrenzt ist. Nachteilig ist außerdem, dass das Feuerfestmaterial aufgrund der Styroporkugeln nicht durchgehend gleich plastisch wirkend ist, was sich auf den Prozess nachteilig auswirkt. Aus der US 4,143,867 A ist eine härtbare Masse mit erhöhter thermischer Widerstandsfähigkeit bekannt, die u. a. als Rinnen- oder Stichlochstampfmasse eingesetzt werden soll. Die Grundmasse enthält 1-30 Gewichtsprozente Glaspulver, vorzugsweise mit einer Körnung von 0-100 µ. Damit werden gegen Hitzeeinwirkung widerstandsfähige Körper mit hoher Dichte, hoher Formbeständigkeit und Druckfestigkeit erzielt. Die Stichlochstampfmassen werden nach Beendigung des Schmelzprozesses entfernt; sie können also nicht über den flüssigen Stahl aus dem Abstichloch eines Konverters ausgeschwemmt werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen gewichtsmäßig leichten, aus dem Abstichloch über den flüssigen Stahl ausschwemmbaren Verschlussstopfen mit hoher Lagerstabilität zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird efindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Feuerfestmaterial mit mineralischen Glashohlkugeln vermischt ist, die über eine raue Oberfläche begrenzt Wasser aufnehmend ausgebildet sind.
  • Durch eine entsprechende Ergänzung des Feuerfestmaterials und den Verzicht auf die leicht destabilisierenden Styroporkörner bzw. -kugeln, erhält man bei Zumischung entsprechender mineralischer Glashohlkugeln ein vorteilhaft elastisches Material, das auch praktisch auf Dauer stabil bleibt. Da die Glashohlkugeln, die eine entsprechende Oberfläche aufweisen, Wasser aufnehmen und dieses auch gezielt halten, entwickelt sich der Wasserhaushalt des fertigen Verschlussstopfens sehr positiv. Die Lagerfähigkeit wird um rund 100 % gesteigert, sodass eine Lagerung von mehreren Monaten problemlos möglich wird.
  • Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mineralischen Glashohlkugeln einen Durchmesser von 0,2 - 5 mm, vorzugsweise 0,5 - 1 mm aufweisen. Derartige Glashohlkugeln sind vorteilhaft stabil, lassen sich gut untermischen und vertragen sich hervorragend mit den Tonbestandteilen, die sie gezielt während der Lagerung mit Wasser versorgen, sodass die Tonbestandteile ihre Flexibilität bewahren. Die mineralischen Glashohlkugeln führen wie von der Aufgabe gefordert, zu einer erheblichen Gewichtsreduzierung und zwar auch bei den geforderten relativ geringen Durchmessern. Ersetzt man den Anteil Styroporkugeln durch Glashohlkugeln, so sinkt das Gesamtgewicht des Verschlussstopfens um weit mehr als 20 %.
  • Etwa genau 20 % Gewichtsreduzierung erreicht man, wenn der Volumenanteil der mineralischen Glashohlkugeln 5 - 40 %, vorzugsweise 10 - 30 % vom gesamten Feuerfestmaterial beträgt. Gerade bei den 10 - 30 % weist der Verschlussstopfen die notwendige Stabilität und eben die längere Lagerungsmöglichkeit auf, sodass er insgesamt mit seinem verringerten Gewicht wesentlich besser zu handhaben und zu lagern und auch einzusetzen ist.
  • Weiter oben ist darauf hingewiesen worden, dass die begrenzt Wasser aufnehmend ausgebildeten Glashohlkugeln eine besondere Außenfläche aufweisen, wobei dies insbesondere dann der Fall ist, wenn die mineralischen Glashohlkugeln Blähglaskugeln sind. Dieses Blähglas erhält beim Herstellen keine glatte Oberfläche, sondern vielmehr die gewünschte raue Oberfläche, in die sich Wasserpartikel vorteilhaft einlagern können.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mineralischen Glashohlkugeln aus Altglas hergestelltem Blähglas bestehen, weil damit nicht nur gezielt das Blähglas die gewünschte Ausbildung bekommt, sondern auch der Preis günstig gehalten werden kann, was sich beim Verkauf des Verschlussstopfens als vorteilhaft erweist.
  • Das Abstichloch erhält nicht zuletzt durch das Durchfließen des flüssigen und damit heißen Stahls eine unterschiedliche Form. Dabei hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, den aus dem Feuerfestmaterial mit den mineralischen Glashohlkugeln bestehenden Stopfen zu einem Zylinder zu formen, der dann nach dem Einführen in das Abstichloch gegen die Wände dieses Abstichloches verpresst werden kann. Die Zylinderform passt sich eigentlich optimal an jede Form des Abstichloches an, auch wenn dieses im Laufe der Standzeit die Form insgesamt etwas verändert.
  • Dort, wo die Form des Abstichloches trichterförmig ist, egal, ob in Richtung Ausfluss oder Einlauf ist es von Vorteil, wenn der Stopfen die Form eines Kegelstumpfes aufweist. Er kann dann in der entsprechenden Richtung in das trichterförmige Abstichloch eingeführt und dort dann durch Verpressen festgesetzt werden.
  • Bei den bekannten Verschlussstopfen hat die obere Verformplatte von vornherein eine trichterförmige Ausbildung, d. h. sie geht entsprechend in das Rohrstück über. Nach einer Weiterbildung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stopfen eine Innenbohrung und eine obere und untere Verformplatte aufweist, wobei die Dicke der oberen Verformplatte, die in die Innenbohrung übergehend ausgebildet ist, zur Innenbohrung hin zunehmend ausgeführt ist. Durch diese besondere Formgebung der oberen Verformplatte wird erreicht, dass zwar zunächst der gesamte Stopfen bzw. die obere Seite sich gegen die untere Verformplatte bewegt, aber mit zunehmenden Druck eilt der mittlere Teil der oberen Verformplatte vor, sodass der zweckmäßige Trichter entsteht. Vorteil ist, dass der Stopfen selbst erst mit dem Bewegen der oberen Verformplatte druckbeaufschlagt wird und nicht bereits beim Aufsetzen einer entsprechend selbst geformten Verformplatte.
  • Nach einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, dass die obere Verformplatte aus mehreren Metallringen unterschiedlicher Flexibilität oder Stabilität zusammengesetzt ist, wobei die Flexibilität der Metallringe zum Außenkranz abnehmend gewählt ist. Bei einer derartigen Ausbildung ist ebenfalls erreicht, dass sich ein Trichter in der Mitte bildet, der das Auslaufen des flüssigen Stahls begünstigen soll. Hier verformt sich die aus Metallringen bestehende obere Verformplatte im Bereich des Rohrstücks voreilend, während der Außenkranz stabiler bleibt bzw. sich letztlich gar nicht verformt und somit dafür sorgt, dass der gesamte Stopfen sich entsprechend verformt und sich gegen die Lochwand bewegt und sich dann festsetzt.
  • Die entsprechende Verformung bzw. das Zusammenpressen des Stopfens erreicht man besonders gut, wenn die obere Verformplatte und ein in die Innenbohrung eingeführtes Rohrstück eine Einheit bilden, wobei die untere Verformplatte als Widerlager dienend ausgebildet ist. Bei einer derartigen Ausbildung besteht die Möglichkeit, praktisch am Rohrstück zu ziehen, um so die obere Verformplatte in Richtung untere Verformplatte zu bewegen und dabei den dazwischen liegenden Feuerfestmaterialkorpus zu verformen. Ob dies nun zweckmäßiger ist oder wie bisher mit einer durch das Rohrstück hindurchschiebbaren Ziehkralle zu arbeiten, kann dahingestellt bleiben, jedenfalls ist auch so das gewünschte Festsetzen des Stopfens im Abstichloch zu erreichen. Bei dieser Ausführung ist weiter die Möglichkeit gegeben, entweder der oberen Verformplatte wie bisher die Trichterform zu geben oder aber mit den Metallringen zu arbeiten oder den unterschiedlich dicken Verformplatten. Um für die Schlacke am innenseitigen Rand wenig Platz zu lassen, wird die obere Verformplatte möglichst mit dem Rand abschließen. Von daher sollte möglichst die untere Verformplatte beweglich sein.
  • Nach den vorhergehenden Vorrichtungsansprüchen ist ein Stopfen erhöhter Stabilität und verringerten Eigengewichtes unter Schutz gestellt. Bei einem derartigen Verschlussstopfen besteht das zwischen dem oberen und unteren Verformplatte anzuordnende Feuerfestmaterial aus
    • 10 - 30 Gew. % mineralische, aus Blähglas bestehende Glashohlkugeln,
    • 20 - 40 Gew. % Bindeton ausgesuchter Qualität,
    • 20 - 40 Gew. % Tonerdesilikat,
    • 1 - 20 Gew. % Wasser
    • 5 - 20 Gew. % Mineralöl,
    • 0,5 - 3 Gew. % Plastifizierer,
    • 0,1 - 2 Gew. % Verflüssiger,
    • 0,1 -2 Gew. % temporäre Binder,
    • 0,1 - 5 Gew. % permanente Binder
    zusammengemischt ist. Bei einem derart zusammengemischten Feuerfestmaterial hat es sich herausgestellt, dass dieses genau die gewünschten Anforderungen erfüllt, nämlich ein verringertes Eigengewicht aufweist und darüber hinaus gut und gleichmäßig verformbar ist und dazu auch noch über große Zeiträume zu lagern ist. Die zum Einsatz kommenden mineralischen, aus Blähglas bestehenden Glashohlkugeln können eine große Menge Feuchtigkeit, d. h. Wasser aufnehmen, ggf. aber auch andere Flüssigkeiten, um auf diese Art und Weise über lange Zeiträume innerhalb des Feuerfestmaterials bzw. des daraus hergestellten Stopfens für die notwendige Flexibilität zu sorgen. Die beschriebene Mischung kann innerhalb der genannten Grenzen variiert werden, je nach dem, welche der Zielrichtungen die wichtigere ist.
  • Bei der Herstellung eines derartigen Verschlussstopfens, der für das zeitweise Verschließen des Abstichloches eines kippbaren Konverters vorgesehen ist, müssen die einzelnen Bestandteile, d. h. die Tonbestandteile, Binder, Wasser und Mineralöl sowie die verschiedenen Zusatzstoffe gleichmäßig zu einem Feuerfestmaterial zusammengemischt werden. Dabei sieht die Erfindung vor, dass als Zusatzstoffe mineralische Glashohlkugeln mit rauer Oberfläche eingesetzt werden, die vor dem Vermischen mit den anderen Mischungsbestandteilen gewässert werden und dabei bis zu 100 % ihres Eigengewichtes an Wasser an sich binden. Weiter vorne ist bereits darauf hingewiesen worden, dass es sich bei diesen Glashohlkugeln um eine besondere Art von Glashohlkugeln handelt, nämlich solche mineralischen mit einer besonderen Oberfläche, die geeignet sind, Wasser an sich zu binden oder auch andere Flüssigkeiten. Hierbei hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, dass als mineralischen Hohlkugeln aus Altglas hergestellte Blähglaskugeln eingesetzt werden. Diese Blähglaskugeln haben eine raue Oberfläche, die geeignet ist, entsprechende Mengen an Feuchtigkeit, d. h. insbesondere Wasser, an sich zu binden und dieses auch nach dem Einmischen in die übrigen Bestandteile so lange zu behalten, bis diese anderen Bestandteile die Feuchtigkeit benötigen und dann von den Blähglaskugeln aufnehmen können. Dabei bleiben insbesondere der Bindeton und die Tonerdesilikate so elastisch oder nachgiebig, dass sie auch nach längeren Liegezeiten oder Lagerzeiten immer noch einwandfrei verarbeitet werden können.
  • Eine besonders gut zu lagernder Verschlussstopfen kann verfahrensgemäß damit erreicht werden, dass das Gemisch nach dem Mischvorgang geformt, dabei oder danach mit den Verformplatten und Rohrstück versehen und dann in Folie rundum dicht verpackt wird. Dies bedeutet, dass zunächst einmal das gesamte Feuerfestmaterial einschließlich der mineralischen, aus Blähglas bestehenden Glashohlkugeln hergestellt wird, dieses dann in die entsprechende Form, beispielsweise die eines Zylinders oder die eines abgeschnittenen Kegels gebracht wird, um dann mit Rohrstück und Verformplatten versehen zu werden und mit Folie rundum versiegelt zu werden. Ein so hergestellter Verschlussstopfen ist versandfertig und kann beim Hersteller oder beim Anwender über längere Zeiträume, d. h. mindestens bis zu einem halben Jahr sicher gelagert werden, um dann im Konverter zum Einsatz zu kommen. Auch nach dieser langen Lagerzeit ist er einwandfrei verformbar, wobei es theoretisch auch möglich ist, den eigentliche Stopfen ohne die obere Verformplatte und das Rohrstück zu versenden und diese Teile erst kurz vor dem Einsatz anzubringen, unabhängig davon ist der Stopfen selbst bzw. der Stopfenkörper immer einwandfrei zu verarbeiten. Er verfügt über die optimale Stabilität, hat ein deutlich verringertes Eigengewicht, kann also von daher auch besser gehändelt werden und kann aufgrund seiner guten Handhabbarkeit genau in den Endbereich des Abstichloches gebracht und dort festgesetzt werden, sodass der Anteil eventuell sich festsetzender Schlacke auf das Mindestmaß reduziert werden kann.
  • Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Verschlussstopfen und ein Verfahren zu Herstellung dieses Stopfens geschaffen ist, die einen Verschlussstopfen für den Einsatz in kippbaren Konvertern zur Verfügung stellen, der sich deshalb optimal verarbeiten lässt, weil er über große Zeiträume die notwendige Plastifizierbarkeit aufweist, in seiner gesamten Abmessung die notwendige Feuchtigkeit und damit Verformbarkeit behält und aufgrund seines geringeren Gewichtes noch deutlich besser zu verarbeiten ist, als der mit Styropor angereicherte Verschlussstopfens des Standes der Technik. Diese besonderen Eigenheiten und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verschlussstopfens erweisen sich als besonders vorteilhaft, weil sie die Möglichkeit geben, diese Verschlussstopfen auch über große Entfernungen und damit entsprechende Zeiträume rund um die Welt zu versenden. Sie sind nicht nur aufgrund ihrer stabilen Eigenschaft während des Transportes optimal in Form zu halten, sondern auch bei Ihrer Lagerung beim Anwender. Sie stehen dann dem Anwender genau in der vorgegebenen Form beim Einsatz zur Verfügung und weisen dann immer noch die notwendige Verformbarkeit auf, sodass sie immer sicher und gleichmäßig in dem jeweiligen Abstichloch positioniert werden können.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten dargestellt ist. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Konverter während des Auslaufens des flüssigen Stahls durch das im Konverter vorgesehene Abstichloch,
    Figur 2
    einen Schnitt durch den Konverterinnenbereich am Abstichloch mit eingeführtem, aber noch nicht verformten Verschlussstopfen,
    Figur 3
    einen vergrößert wiedergegebenen Verschlussstopfen,
    Figur 3a - 3c
    unterschiedlich ausgebildete obere Verformplatten im Schnitt,
    Figur 4
    ein Abstichloch im Schnitt mit zylindrischem Querschnitt und zylindrischem Verschlussstopfen,
    Figur 5
    ein Abstichloch im nach Innen gerichteter Trichterform mit konisch ausgebildetem Stopfen,
    Figur 6
    ein Abstichloch im Schnitt mit nach außen gerichteter Trichterform mit eingesetztem zylindrischem Stopfen,
    Figur 7
    ein Abstichloch im Schnitt in X-Form, wobei ein konischer Stopfen wiedergegeben ist und
    Figur 8
    die Draufsicht auf die obere, aus mehreren Ringen zusammengesetzte Verformplatte.
  • Figur 1 gibt einen Konverter 2 in Kippstellung wieder, wobei deutlich wird, dass durch das Abstichloch 3 der flüssige Stahl 6 in einem Strahl ausfließen kann. Auf der im Konverter 2 befindlichen flüssigen Schlacke 6 liegt eine dicke Schlackeschicht 7 auf, die in dieser Situation eben nicht mit ausfließen kann.
  • Das Abstichloch 3 reicht von der Außenwand 4 bis zur Konverterinnenseite 5 und ist hier zumindest zylinderisch geformt. Der flüssige Stahl 6 fließt hier in einen Transportwagen 8 und kann dann zum nächsten Bearbeitungsschritt verfahren werden. Der hier nicht gezeigte Verschlussstopfen 1 ist in dieser Position des Konverters 2 bereits lange ausgeschwemmt und befindet sich wenn man so will mit im Transportwagen 8, wobei die Menge so gering ist, dass sie keine Rolle spielt.
  • Figur 2 gibt einen Schnitt durch die Wand des Konverters 2 wieder, wobei in das Abstichloch 3 hier am Verschlussstopfen 1 eingeführt ist. Dieser Verschlussstopfen 1 besteht aus Feuerfestmaterial 10, das mit Glashohlkugeln angereichert ist, wie weiter hinten noch verdeutlicht wird. Es weist die Form eines Zylinders 15 auf und wird von einem in die Innenbohrung 18 eingebrachten Rohrstück 21 durchörtert, sodass eine Setzvorrichtung 7 hindurchgeschoben werden kann mit den oberen Ziehkrallen 22, um in der gezeigten Position die obere Verformplatte 19 in Richtung untere Verformplatte 20 zu beeinflussen und dazu zu bringen, sich an die Wandung 28 des Abstichloches 3 anzupressen. Nach dem Verformen des Stopfen kann die Ziehkralle 22 durch Deaktivierung der entsprechenden Elemente wieder durch das Rohrstück 21 entfernt werden, sodass dann der Verschlussstopfen das Abstichloch 3 so lange verschließt, bis er durch den flüssigen Stahl 6 ausgeschwemmt wird.
  • Figur 3 zeigt einen Verschlussstopfen 1, bestehend aus einem Feuerfestmaterial 10. In dieses Feuerfestmaterial 10 sind 10 - 30 Gew. % Glashohlkugeln 11, 12, 13, 14 eingemischt, die aus Altglas hergestellt sind und ein Blähglas ergeben, das eine aufgeraute Oberfläche aufweist, in der sich Feuchtigkeit, d. h. vor allem Wasser ablagern kann. Auch hier weist der Stopfen 1 die Form eines Zylinders 15 auf. Erkennbar ist die Innenbohrung 18, in die das Rohrstück 21 eingeschoben ist und so die obere Verformplatte 19 mit der unteren Verformplatte 20 verbindet. Angedeutet ist, dass die obere Verformplatte 19 aus unterschiedlichen Metallringen 23, 24, 25 zusammengesetzt ist, wobei deren Flexibilität zum Außenkranz 26 hin abnimmt, sodass beim Ziehen am Rohrstück 21 sich zunächst einmal der innere Metallring 25 zu verformen beginnt und als letzter der äußere Metallring 23. Damit erreicht man die Bildung eines Trichters, was für das Auslaufen des flüssigen Stahls 6 später von Vorteil ist.
  • Figur 3a, 3b und 3c zeigen unterschiedliche Materialausbildungen für die obere Verformplatte 19, wobei nach Figur 3a die Dicke von innen nach außen hin abnimmt, sodass auch hierdurch sich beim Beeinflussen der oberen Verformplatte 19 eine Trichterform ergibt. Das gleiche erreicht man mit der Ausbildung nach Figur 3b, mit den Metallringen 23, 24, 25 unterschiedlicher Flexibilität. Nach Figur 3c sind unterschiedliche Materialien zu einer entsprechenden oberen Verformplatte 19 zusammengefügt, die ebenfalls es möglich machen, dass sich die obere Verformplatte 19 zunächst in der Mitte verformt und dann erst im Bereich des Außenkranzes 26 oder auch umgekehrt.
  • Mit Hilfe der Figuren 4 bis 7 wird gezeigt, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verschlussstopfens 1 die Möglichkeit besteht, diesen an die Form des Abstichloches 3 anzupassen. Nach Figur 4 ist das Abstichloch 3 durchgehend gleich ausgebildet und ergibt somit die Form eines Zylinders wieder. In dieses entsprechend ausgebildete Abstichloch 3 wird ein Verschlussstopfen 1 in Form eines Zylinders 15 eingeführt. Nach den Figuren 5 und 7 bietet sich für die Form des Verschlussstopfen 1 an, diesem die Form eines Kegelstumpfes 16, 16' zu geben, sodass er sich optimal gegen die Wandung 28 des Abstichloches 3 festsetzen lässt. Gleiches gilt auch für Figur 6, wo die Zylinderform vorteilhaft ist, um den Verschlussstopfen 1 auch sicher in das Abstichloch 3 einschieben zu können.
  • Figur 8 schließlich zeigt eine obere Verformplatte 19, die aus unterschiedlich ausgebildeten Metallringen 23, 24, 25 zusammengesetzt ist und so sicherstellt, dass vom Außenkranz 26 her das gleichmäßige Verformen des Verschlussstopfens 1 möglich ist, auch wenn wie gewünscht mittig der Trichter vorgegeben wird, durch den der flüssige Stahl 6 dann beim späteren Verfahren günstig abfließen kann.
  • Alle genannte Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (14)

  1. Verschlussstopfen für das Abstichloch (3) eines kippbaren Konverters (2), der von außerhalb des Konverters (2) bis zur Konverterinnenseite (5) in das Abstichloch (3) einführbar und dort festsetzbar ist und dessen Bestandteile Feuerfestmaterial (10) mit Tonbestandteilen, Bindern, Wasser und Mineralöl mit dem flüssigen Stahl (6) zusammen wieder aus dem Abstichloch (3) ausschwemmbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Feuerfestmaterial (10) mit mineralischen Glashohlkugeln (11, 12, 13, 14) vermischt ist, die über eine raue Oberfläche begrenzt Wasser aufnehmend ausgebildet sind.
  2. Verschlussstopfen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mineralischen Glashohlkugeln (11, 12, 13, 14) einen Durchmesser von 0,2 - 5 mm, vorzugsweise 0,5 - 1 mm aufweisen.
  3. Verschlussstopfen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der der Volumenanteil der mineralischen Glashohlkugeln (11, 12, 13, 14) 5 - 40 %, vorzugsweise 10 - 30 % vom gesamten Feuerfestmaterial (10) beträgt.
  4. Verschlussstopfen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mineralischen Glashohlkugeln (11, 12, 13, 14) Blähglaskugeln sind.
  5. Verschlussstopfen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mineralischen Glashohlkugeln (11, 12, 13, 14) aus Altglas hergestelltem Blähglas bestehen.
  6. Verschlussstopfen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der aus dem Feuerfestmaterial (10) mit den mineralischen Glashohlkugeln (11, 12, 13, 14) bestehende Stopfen (1) zu einem Zylinder (15) geformt ist.
  7. Verschlussstopfen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stopfen (1) die Form eines Kegelstumpfes (16) aufweist.
  8. Verschlussstopfen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stopfen (1) eine Innenbohrung (18) und eine obere und untere Verformplatte (19, 20) aufweist, wobei die Dicke der oberen Verformplatte (19), die in die Innenbohrung (18) übergehend ausgebildet ist, zur Innenbohrung (18) hin zunehmend ausgeführt ist.
  9. Verschlussstopfen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die obere Verformplatte (19) aus mehreren Metallringen (23, 24, 25) unterschiedlicher Flexibilität oder Stabilität zusammengesetzt ist, wobei die Flexibilität der Metallringe (23, 24, 25) zum Außenkranz (26) abnehmend gewählt ist.
  10. Verschlussstopfen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die obere Verformplatte (19) und ein in die Innenbohrung (18) eingeführtes Rohrstück (21) eine Einheit bilden, wobei die untere Verformplatte (20) als Widerlager dienend ausgebildet ist.
  11. Verschlussstopfen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stopfen (1) bzw. das Feuerfestmaterial (10) aus
    10 - 30 Gew. % mineralische, aus Blähglas bestehende Glashohlkugeln,
    20 - 40 Gew. % Bindeton ausgesuchter Qualität,
    20 - 40 Gew. % Tonerdesilikat,
    1 - 20 Gew. % Wasser
    5 - 20 Gew. % Mineralöl,
    0,5 - 3 Gew. % Plastifizierer,
    0,1 -2 Gew. % Verflüssiger,
    0,1 - 2 Gew. % temporäre Binder,
    0,1 - 5 Gew. % permanente Binder
    zusammengemischt ist.
  12. Verfahren zum Herstellen eines für das zeitweise Verschließen des Abstichloches eines kippbaren Konverters zu verwendenden Verschlussstopfen bestehend aus einem Tonbestandteil, Binder, Wasser und Mineralöl sowie Zusatzstoffe aufweisenden Feuerfestmaterial,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Zusatzstoffe mineralische Glashohlkugeln mit rauer Oberfläche eingesetzt werden, die vor dem Vermischen mit den anderen Mischungsbestandteilen gewässert werden und dabei bis zu 100 % ihres Eigengewichtes an Wasser an sich binden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als mineralische Glashohlkugeln aus Altglas hergestellte Blähglaskugeln eingesetzt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gemisch nach dem Mischvorgang geformt, dabei oder danach mit den Verformplatten und Rohrstück versehen und dann in Folie rundum dicht verpackt wird.
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