EP2801627A1 - Vakuumbehandlungsgefäß zum Behandeln einer Metallschmelze, insbesondere für eine RH-Anlage - Google Patents

Vakuumbehandlungsgefäß zum Behandeln einer Metallschmelze, insbesondere für eine RH-Anlage Download PDF

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Publication number
EP2801627A1
EP2801627A1 EP13166638.0A EP13166638A EP2801627A1 EP 2801627 A1 EP2801627 A1 EP 2801627A1 EP 13166638 A EP13166638 A EP 13166638A EP 2801627 A1 EP2801627 A1 EP 2801627A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vessel
vacuum treatment
base
movable
basic
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13166638.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Artur Weil
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.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
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 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria filed Critical Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority to EP13166638.0A priority Critical patent/EP2801627A1/de
Priority to PCT/EP2014/057625 priority patent/WO2014180632A1/de
Publication of EP2801627A1 publication Critical patent/EP2801627A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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 vacuum treatment vessel for treating a molten metal, in particular for an RH plant, comprising a base vessel with a treatment space and at least two immersion tubes arranged on the base vessel and connected to the treatment space.
  • the invention further relates to an RH plant with such a vacuum treatment vessel.
  • Vacuum treatment vessels for the treatment of molten metals, in particular for RH plants are known, see for example the DE 10 2009 039 260 A1 ,
  • Vacuum treatment vessels serve to metallurgically treat a molten metal, in particular a molten steel, in an RH process in order to degas the melt and furthermore also to decarburize it.
  • the molten metal is usually provided in a pan.
  • a vacuum treatment vessel usually has a treatment space and at least two immersion tubes connected thereto, which dip into the molten metal. After immersing the dip tubes in the molten metal, the treatment chamber is evacuated by means of a vacuum pump and a subset of the molten metal is drawn via the dip tubes into the treatment space in the interior of the vacuum treatment vessel.
  • So hoists or winch systems for lifting the pan containing the molten metal are known, which raise the arranged below a permanently installed vacuum treatment vessel pan until the dip tubes dip into the molten metal, see for example DE 10 2006 026 330 B3 ,
  • Winding systems are also known with which the vacuum treatment vessel can be moved while the pan remains in position under the vacuum treatment vessel.
  • the vacuum treatment vessel is connected to the vacuum pump or vacuum pumps via a temperature resistant exhaust pipe system and there is still supply of inert gas and oxygen, movement of the vacuum treatment vessel is technically more problematic than raising the pan.
  • a vacuum treatment vessel for treating a molten metal comprising a base vessel having a treatment space and at least two immersion tubes arranged on the base vessel and connected to the treatment space, in which the basic vessel is designed in two or more parts at least two basic vessel parts are formed, which are movable relative to each other and gas-tight connected, wherein at least the base vessel part comprising the dip tubes is movable, and further wherein at least one lifting device is provided, which is arranged to move relative to each other movable, adjacent basic vessel parts against each other.
  • the vacuum treatment vessel according to the invention allows a particularly simple and effective way to bring the dip tubes in contact with a molten metal.
  • Such a vacuum treatment vessel is thus used in particular in an RH plant.
  • the basic vessel is divided horizontally into two or more basic vessel parts, which are telescopically telescopically slidable. This allows a space-saving arrangement and the possibility of realizing a simple gas-tight seal between the base vessel parts.
  • Relatively mutually movable, adjacent basic vessel parts are connected to each other in a gas-tight manner, in particular via a sealing arrangement.
  • the sealing arrangement is preferably formed by an inflation seal, in particular in combination with a compensator device.
  • An inflation seal is understood here to mean a contact seal comprising a movable membrane, for example of stainless steel, which deflects by applying a gas pressure becomes. The membrane is pressed against the base vessel part against which it is intended to be sealed.
  • a compensator means a flexible connection between a movable base vessel part and the inflation seal, which helps to form a gas-tight space in the region of the sealing arrangement between the inflation seal and the movable base vessel part.
  • a suitable compensator device is formed, for example, by a metal tube which can be extended in an accordion-like manner in the direction of its tube longitudinal axis and can be pushed together.
  • the base vessel is divided horizontally into an upper base vessel part and a lower base vessel part, wherein only the lower base vessel part comprising the dip tubes is vertically movable. So only a single annular gas-tight seal between the upper and lower base vessel part is required.
  • the upper base vessel part and the lower base vessel part preferably have different diameters, wherein the upper base vessel part and the lower base vessel part are telescopically slidable.
  • the upper base vessel part has an outer diameter which is smaller than an inner diameter of the lower base vessel part, wherein the lower base vessel part can be pushed over the upper base vessel part in a space-saving manner.
  • At least one lifting device per movable base vessel part is also provided, which is arranged to move relative to each other movable, adjacent basic vessel parts against each other.
  • a total of at least two or three lifting devices, but in particular two or three lifting devices per movable base vessel part, are present.
  • a lifting device is preferably formed by a lifting cylinder, a threaded spindle drive, or a cable system.
  • a lifting cylinder or a threaded spindle drive can be arranged with both ends of the base vessel or with one end be attached to the base vessel and with the other end to the foundation.
  • each lifting cylinder is arranged opposite each other on the outside of the base vessel.
  • the arrangement of three lifting cylinders has been proven, which are arranged at equal intervals on the circumference of the base vessel.
  • One end of each lifting cylinder is fastened, for example, to the lower base vessel part and the other end of each lifting cylinder to the upper base vessel part or the foundation.
  • the lower base vessel portion is moved vertically up or down, moving the dip tubes into or out of a molten metal below.
  • each movable base vessel part can be locked via at least one locking device to an adjacent base vessel part. This can be used both for maintenance purposes and also serves for the mechanical relief of the sealing arrangement (s).
  • an RH plant comprising a vacuum treatment vessel according to the invention, at least one vacuum pump which is connected to the treatment space via at least one exhaust pipe, at least one inert gas supply line for introducing inert gas into the interior of at least one dip tube, and at least one oxygen supply to Supply of oxygen to the treatment room.
  • Such an RH plant can be operated with a particularly low energy requirement, since the usually performed lifting of the heavy and unwieldy ladle, including molten metal, is dispensed with.
  • the advantages described above for the vacuum treatment vessel according to the invention itself also apply here.
  • the RH plant preferably further comprises a rail system for feeding a ladle carriage with a pan to the vacuum treatment vessel.
  • the pan can be brought by means of a rail-independent transport car or the like to the vacuum treatment vessel.
  • At least one electrical control unit for actuating the at least one lifting device is also provided in order to move the movable base vessel parts.
  • the movement of the basic vessel parts relative to one another can in particular be carried out automatically.
  • FIG. 1 shows a first vacuum treatment vessel 1 in longitudinal section in a first position in the region of a first RH plant 100.
  • the vacuum treatment vessel 1 is used for treating a molten metal 14, here a molten steel. It comprises a water-cooled basic vessel 1a with a treatment space 1b and two immersion tubes 1c, 1c 'arranged on the basic vessel 1a and connected to the treatment space 1b.
  • the basic vessel 1a is here designed in two parts, wherein two basic vessel parts 1aa, 1ab are formed by a horizontal separation, which are telescopically telescoping into one another.
  • the upper base vessel part 1aa and the lower base vessel part 1ab are movable relative to each other and gas-tight over a annular circumferential seal assembly 3a, 3b connected to each other, of which only the sectional view can be seen here.
  • the lower base vessel part 1ab comprising the dip tubes 1c, 1c 'is movable while the upper base vessel part 1aa is arranged immovably.
  • the upper header tank part 1aa has an outer diameter smaller than an inner diameter of the lower header tank part 1ab, so that the lower header tank part 1ab is slidable over the upper header tank part 1aa.
  • the upper base vessel part 1aa and the lower base vessel part 1ab are interconnected by two lifting devices 4a, 4b in the form of electrically operated lifting cylinders.
  • the lifting cylinders could also be arranged on the one hand on the lower base vessel part 1 ab and on the other hand on the foundation 16.
  • the RH plant 100 includes a vacuum pump 10 connected to the treatment space 1b via an exhaust pipe 11 for discharging exhaust gas 11a, an inert gas supply pipe 5 for introducing inert gas 5a into the interior of the dip pipe 1c, and an oxygen supply pipe 6 for supplying oxygen 6a into the treatment space 1b.
  • a rail system 15 is arranged on the foundation 16, via which a ladle carriage 12 can be transported on rollers 12a under the vacuum treatment vessel 1.
  • the ladle carriage 12 transports a pan 13 with the molten metal 14, wherein pan 13 and molten metal 14 are shown in the sectional view for a better overview.
  • the lower base vessel part 1ab moves vertically downward to a second position according to FIG. 2 in which the dip tubes 1c, 1c 'dip into the molten metal 14.
  • Same reference numerals as in FIG. 1 mark same elements.
  • the inert gas supply 6 By introducing the inert gas 6a in the dip tube 1c (see FIG. 1 ), the molten metal 14 is circulated.
  • the vacuum pump 10 evacuates the treatment space 1b, wherein gases, in particular hydrogen, escape from the molten metal 14 within the treatment space 1b.
  • Blown oxygen 6a reacts with carbon in the molten metal 14 and escapes as carbon dioxide and / or carbon monoxide together with other gases as the exhaust gas 11a.
  • the lower base vessel part 1 ab moves together with the dip tubes 1 c, 1 c 'again vertically upward and the dip tubes 1 c, 1 c' are pulled out of the treated molten metal 14.
  • FIG. 3 shows an enlarged longitudinal section through a base vessel 1 a of a vacuum treatment vessel in the region of a seal assembly 3.
  • the same reference numerals as in Figures 1 and 2 identify similar elements.
  • the sealing arrangement 3 comprises an inflation seal 7 comprising a tubular construction with a movable membrane 7a made of sheet steel and a compensator device 8 in the form of a metal hose deformable accordion-shaped in the direction of its tube longitudinal axis.
  • the pipe construction is fastened to the locking device 9a, 9b and the membrane 7a is arranged facing the upper base vessel part 1aa.
  • the variable-length tubular Kompensator worn 8 connects the inflation seal 7 on all sides with the lower base vessel part 1ab.
  • a gas is injected under pressure, so that the Membrane 7a is deflected and presses in the region of the circumference of the upper base vessel part 1aa against this and thus the lower base vessel part 1ab gas-tightly connects to the upper base vessel part 1aa.
  • the locking devices 9a, 9b are actuated and fixed the position.
  • gas is injected into the pipe construction and the membrane 7 a pressed against the upper base vessel part 1 aa, so that a gas-tight connection between them is formed.
  • the treatment space 1b is now sealed downwards over the molten metal 14, into which the immersion pipes, which are not visible here, the basic vessel 1a and the sealing arrangement 13, sealed from the environment and can be conveyed via the vacuum pump 10 (see FIG FIGS. 1 and 2 ) be evacuated.
  • the inflation seal can also be arranged on the lower base vessel part 1ab, so that a compensator device 8 can be dispensed with.
  • FIGS. 1 to 3 illustrated vacuum treatment vessels and RH systems to illustrate the invention by way of example only. Accordingly, a large number of further embodiments are possible, which are readily apparent to the person skilled in the art with knowledge of the invention.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vakuumbehandlungsgefäß zum Behandeln einer Metallschmelze, insbesondere für eine RH-Anlage, umfassend ein Grundgefäß mit einem Behandlungsraum und mindestens zwei am Grundgefäß angeordnete und mit dem Behandlungsraum verbundene Tauchrohre, wobei das Grundgefäß zwei-oder mehrteilig ausgeführt ist, wobei mindestens zwei Grundgefäßteile ausgebildet sind, die relativ zueinander beweglich und gasdicht miteinander verbunden sind, und wobei zumindest das Grundgefäßteil umfassend die Tauchrohre beweglich ist, und wobei weiterhin mindestens eine Hubeinrichtung vorhanden ist, welche eingerichtet ist, relativ zueinander bewegliche, aneinander angrenzende Grundgefäßteile gegeneinander zu verschieben. Die Erfindung betrifft weiterhin eine RH-Anlage umfassend ein derartiges Vakuumbehandlungsgefäß.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Vakuumbehandlungsgefäß zum Behandeln einer Metallschmelze, insbesondere für eine RH-Anlage, umfassend ein Grundgefäß mit einem Behandlungsraum und mindestens zwei am Grundgefäß angeordnete und mit dem Behandlungsraum verbundene Tauchrohre. Die Erfindung betrifft weiterhin eine RH-Anlage mit einem derartigen Vakuumbehandlungsgefäß.
  • Vakuumbehandlungsgefäße zur Behandlung von Metallschmelzen, insbesondere für RH-Anlagen (RH = Ruhrstahl-Heraeus), sind bekannt, siehe zum Beispiel die DE 10 2009 039 260 A1 .
  • Vakuumbehandlungsgefäße dienen dazu, eine Metallschmelze, insbesondere eine Stahlschmelze, in einem RH-Verfahren sekundärmetallurgisch zu behandeln, um die Schmelze zu Entgasen und weiterhin auch zu Entkohlen. Die Metallschmelze wird dabei üblicherweise in einer Pfanne bereitgestellt. Ein Vakuumbehandlungsgefäß weist üblicherweise einen Behandlungsraum und mindestens zwei damit verbundene Tauchrohre auf, welche in die Metallschmelze eintauchen. Nach dem Eintauchen der Tauchrohre in die Metallschmelze wird der Behandlungsraum mittels einer Vakuumpumpe evakuiert und eine Teilmenge der Metallschmelze über die Tauchrohre in den Behandlungsraum im Inneren des Vakuumbehandlungsgefäßes gesaugt. Durch Einblasen eines Inertgases in einen Teil der Tauchrohre, wobei das Inertgase in der Metallschmelze aufsteigt und in den Behandlungsraum gelangt, wird eine Zirkulation der Metallschmelze von der Pfanne in das begaste Tauchrohr, in das Behandlungsgefäß und über das weitere Tauchrohr zurück in die Pfanne erzeugt. Im Behandlungsraum wird üblicherweise permanent Sauerstoff über eine Lanze zugeführt (sogenanntes RH-OB-Verfahren, mit OB = Oxygen Blowing bzw. Sauerstoffblasen). Die Metallschmelze wird aufgrund des Vakuums entgast, v.a. von Wasserstoff, und entkohlt, wobei der Sauerstoff mit dem Kohlenstoff in der Schmelze zu Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid reagiert. Die entstehenden Abgase werden über die Vakuumpumpe aus dem Behandlungsraum abgeführt.
  • Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Tauchrohre in die Metallschmelze einzutauchen.
  • So sind Hubwerke oder Windensysteme zum Anheben der Pfanne enthaltend die Metallschmelze bekannt, welche die unterhalb eines fest installierten Vakuumbehandlungsgefäßes angeordnete Pfanne anheben, bis die Tauchrohre in die Metallschmelze eintauchen, siehe beispielsweise DE 10 2006 026 330 B3 .
  • Weiterhin sind Systeme zum Anheben der Pfanne inklusive eines Pfannenwagens bekannt, in welchem die Pfanne transportiert wird. Derartige Systeme benötigen leistungsstarke Hebemechanismen, da die anzuhebende Last umfassend die Pfanne, die Metallschmelze und ggf. den Pfannenwagen beträchtlich ist.
  • Auch sind Windensysteme bekannt, mit denen das Vakuumbehandlungsgefäß bewegt werden kann, während die Pfanne in ihrer Position unter dem Vakuumbehandlungsgefäß verbleibt. Nachdem das Vakuumbehandlungsgefäß allerdings über ein temperaturresistentes Abgasrohrsystem mit der Vakuumpumpe oder den Vakuumpumpen verbunden ist und weiterhin Zuführung für Inertgas und Sauerstoff vorhanden sind, ist eine Bewegung des Vakuumbehandlungsgefäßes technisch problematischer als ein Anheben der Pfanne.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das erforderliche Zusammenführen von Metallschmelze und Tauchrohren zu vereinfachen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Vakuumbehandlungsgefäß zum Behandeln einer Metallschmelze umfassend ein Grundgefäß mit einem Behandlungsraum und mindestens zwei am Grundgefäß angeordnete und mit dem Behandlungsraum verbundene Tauchrohre gelöst, indem das Grundgefäß zwei- oder mehrteilig ausgeführt ist, wobei mindestens zwei Grundgefäßteile ausgebildet sind, die relativ zueinander beweglich und gasdicht miteinander verbindbar sind, wobei zumindest das Grundgefäßteil umfassend die Tauchrohre beweglich ist, und wobei weiterhin mindestens eine Hubeinrichtung vorhanden ist, welche eingerichtet ist, relativ zueinander bewegliche, aneinander angrenzende Grundgefäßteile gegeneinander zu verschieben.
  • Das erfindungsgemäße Vakuumbehandlungsgefäß ermöglicht eine besonders einfache und effektive Möglichkeit, die Tauchrohre in Kontakt zu einer Metallschmelze zu bringen. Dadurch, dass zumindest das Grundgefäßteil des Grundgefäßes umfassend die Tauchrohre beweglich ist, während andere Grundgefäßteile unbeweglich oder nur eingeschränkt beweglich sein können, ist die Einbindung in eine RH-Anlage unproblematisch realisierbar. Da nur das oder die beweglichen Grundgefäßteile durch die mindestens eine Hubeinrichtung bewegt werden müssen, die eine relativ geringe Masse aufweisen, ist die Bewegung über Aktoren geringer Leistung ausführbar.
  • Ein solches Vakuumbehandlungsgefäß wird somit insbesondere in einer RH-Anlage eingesetzt.
  • Dabei hat es sich besonders bewährt, wenn das Grundgefäß horizontal in zwei oder mehr Grundgefäßteile geteilt ist, die teleskoprohrartig ineinander schiebbar sind. Das ermöglicht eine platzsparende Anordnung und die Möglichkeit der Realisierung einer einfachen gasdichten Abdichtung zwischen den Grundgefäßteilen.
  • Relativ zueinander bewegliche, aneinander angrenzende Grundgefäßteile sind dabei insbesondere über eine Dichtungsanordnung gasdicht miteinander verbunden. Die Dichtungsanordnung ist dabei bevorzugt durch eine Aufblasdichtung, insbesondere in Kombination mit einer Kompensatoreinrichtung, gebildet. Unter einer Aufblasdichtung wird dabei eine Anpressdichtung verstanden, die eine bewegliche Membrane, beispielsweise aus Edelstahl, umfasst, welche durch Anlegen eines Gasdrucks ausgelenkt wird. Dabei wird die Membrane gegen das Grundgefäßteil gedrückt, gegen das abgedichtet werden soll. Unter einer Kompensatoreinrichtung wird eine flexible Verbindung zwischen einem beweglichen Grundgefäßteil und der Aufblasdichtung verstanden, die dazu beiträgt, einen gasdichten Raum im Bereich der Dichtungsanordnung zwischen Aufblasdichtung und beweglichem Grundgefäßteil auszubilden. Eine geeignete Kompensatoreinrichtung wird beispielsweise durch einen in Richtung seiner Schlauchlängsachse ziehharmonikaartig verlängerbaren und zusammenschiebbaren Metallschlauch gebildet.
  • Bevorzugt ist das Grundgefäß horizontal in ein oberes Grundgefäßteil und ein unteres Grundgefäßteil geteilt, wobei nur das untere Grundgefäßteil umfassend die Tauchrohre vertikal beweglich ist. So ist nur eine einzige ringförmige gasdichte Abdichtung zwischen oberem und unterem Grundgefäßteil erforderlich. Das obere Grundgefäßteil und das untere Grundgefäßteil weisen vorzugsweise unterschiedliche Durchmesser auf, wobei das obere Grundgefäßteil und das untere Grundgefäßteil teleskopartig ineinander verschiebbar sind. Insbesondere weist das obere Grundgefäßteil einen Außendurchmesser auf, der geringer ist als ein Innendurchmesser des unteren Grundgefäßteils, wobei das untere Grundgefäßteil platzsparend über das obere Grundgefäßteil schiebbar ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin mindestens eine Hubeinrichtung pro beweglichen Grundgefäßteil vorhanden, welche eingerichtet ist, relativ zueinander bewegliche, aneinander angrenzende Grundgefäßteile gegeneinander zu verschieben.
  • Insbesondere sind insgesamt mindestens zwei oder drei Hubeinrichtungen, insbesondere aber zwei oder drei Hubeinrichtungen pro beweglichem Grundgefäßteil, vorhanden. Eine solche Hubeinrichtung ist bevorzugt durch einen Hubzylinder, einen Gewindespindeltrieb, oder ein Seilzugsystem gebildet. Ein Hubzylinder oder ein Gewindespindeltrieb kann dabei mit beiden Enden am Grundgefäß angeordnet sein oder aber mit einem Ende am Grundgefäß und mit dem anderen Ende am Fundament befestigt sein.
  • Besonders bevorzugt sind zwei Hubzylinder, die einander gegenüberliegend außen am Grundgefäß angeordnet sind. Genauso hat sich die Anordnung von drei Hubzylindern bewährt, die in gleichen Abständen am Umfang des Grundgefäßes angeordnet sind. Ein Ende eines jeden Hubzylinders ist dabei beispielsweise an dem unteren Grundgefäßteil und das andere Ende eines jeden Hubzylinders am oberen Grundgefäßteil oder am Fundament befestigt. Bei Betätigung der Hubzylinder wird das untere Grundgefäßteil vertikal nach oben oder unten bewegt, wobei die Tauchrohre in eine darunter angeordnete Metallschmelze hinein oder aus einer solchen Metallschmelze heraus bewegt werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des Vakuumbehandlungsgefäßes ist ein jedes bewegliches Grundgefäßteil über mindestens eine Arretiervorrichtung an einem benachbarten Grundgefäßteil arretierbar. Dies ist sowohl für Wartungszwecke nutzbar und dient auch zur mechanischen Entlastung der Dichtungsanordnung (en) .
  • Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine RH-Anlage umfassend ein erfindungsgemäßes Vakuumbehandlungsgefäß, weiterhin mindestens eine Vakuumpumpe, die mit dem Behandlungsraum über mindestens eine Abgasrohrleitung verbunden ist, mindestens eine Inertgaszuführleitung zur Einleitung von Inertgas in das Innere mindestens eines Tauchrohrs, und mindestens eine Sauerstoffzuführleitung zur Zuführung von Sauerstoff in den Behandlungsraum.
  • Eine solche RH-Anlage ist mit besonders niedrigem Energiebedarf betreibbar, da das üblicherweise durchgeführte Anheben der schweren und unhandlichen Pfanne inklusive Metallschmelze entfällt. Im Übrigen gelten auch hier die bereits oben beschriebenen Vorteile für das erfindungsgemäße Vakuumbehandlungsgefäß selbst.
  • Die RH-Anlage umfasst bevorzugt weiterhin ein Schienensystem zur Zuführung eines Pfannenwagens mit Pfanne zum Vakuumbehandlungsgefäß. Alternativ kann die Pfanne mittels eines schienenunabhängigen Transportautos oder dergleichen zum Vakuumbehandlungsgefäß gebracht werden.
  • Vorzugsweise ist weiterhin mindestens eine elektrische Steuereinheit zur Betätigung der mindestens einen Hubeinrichtung vorhanden, um die beweglichen Grundgefäßteile zu bewegen. Dadurch kann die Bewegung der Grundgefäßteile zueinander insbesondere automatisiert durchgeführt werden.
  • Die Figuren 1 bis 3 sollen die Erfindung beispielhaft erläutern. So zeigt
    • FIG 1
    ein Vakuumbehandlungsgefäß im Längsschnitt in einer ersten Position im Bereich einer RH-Anlage,
    FIG 2
    das Vakuumbehandlungsgefäß aus FIG 1 im Längsschnitt in einer zweiten Position im Bereich der RH-Anlage, und
    FIG 3
    einen vergrößerten Längsschnitt durch ein Grundgefäß eines Vakuumbehandlungsgefäßes im Bereich einer Dichtungsanordnung.
  • FIG 1 zeigt ein erstes Vakuumbehandlungsgefäß 1 im Längsschnitt in einer ersten Position im Bereich einer ersten RH-Anlage 100. Das Vakuumbehandlungsgefäß 1 wird zum Behandeln einer Metallschmelze 14, hier einer Stahlschmelze, eingesetzt. Es umfasst ein wassergekühltes Grundgefäß 1a mit einem Behandlungsraum 1b und zwei am Grundgefäß 1a angeordnete und mit dem Behandlungsraum 1b verbundene Tauchrohre 1c, 1c'. Das Grundgefäß 1a ist hier zweiteilig ausgeführt, wobei durch eine horizontale Trennung zwei Grundgefäßteile 1aa, 1ab ausgebildet sind, die teleskoprohrartig ineinander schiebbar sind. Das obere Grundgefäßteil 1aa und das untere Grundgefäßteil 1ab sind relativ zueinander beweglich und gasdicht über eine ringförmige umlaufende Dichtungsanordnung 3a, 3b miteinander verbunden, von welcher hier lediglich das Schnittbild ersichtlich ist. Dabei ist das untere Grundgefäßteil 1ab umfassend die Tauchrohre 1c, 1c' beweglich, während das obere Grundgefäßteil 1aa unbeweglich angeordnet ist.
  • Das obere Grundgefäßteil 1aa weist einen Außendurchmesser auf, der geringer ist als ein Innendurchmesser des unteren Grundgefäßteils 1ab, sodass das untere Grundgefäßteil 1ab über das obere Grundgefäßteil 1aa schiebbar ist.
  • Das obere Grundgefäßteil 1aa und das untere Grundgefäßteil 1ab sind durch zwei Hubeinrichtungen 4a, 4b in Form von elektrisch betätigbaren Hubzylindern miteinander verbunden. Alternativ könnten die Hubzylinder auch einerseits am unteren Grundgefäßteil 1ab und andererseits am Fundament 16 angeordnet sein.
  • Neben dem Vakuumbehandlungsgefäß 1 umfasst die RH-Anlage 100 eine Vakuumpumpe 10, die mit dem Behandlungsraum 1b über eine Abgasrohrleitung 11 zum Abführen von Abgas 11a verbunden ist, eine Inertgaszuführleitung 5 zur Einleitung von Inertgas 5a in das Innere des Tauchrohrs 1c, und eine Sauerstoffzuführleitung 6 zur Zuführung von Sauerstoff 6a in den Behandlungsraum 1b.
  • Unterhalb des Vakuumbehandlungsgefäßes 1 ist ein Schienensystem 15 auf dem Fundament 16 angeordnet, über das ein Pfannenwagen 12 auf Rollen 12a unter das Vakuumbehandlungsgefäß 1 transportierbar ist. Der Pfannenwagen 12 transportiert eine Pfanne 13 mit der Metallschmelze 14, wobei Pfanne 13 und Metallschmelze 14 zur besseren Übersicht im Schnittbild dargestellt sind.
  • Beim Ausfahren der Hubzylinder bewegt sich das untere Grundgefäßteil 1ab vertikal nach unten in eine zweite Position gemäß FIG 2, in der die Tauchrohre 1c, 1c' in die Metallschmelze 14 eintauchen. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 1 kennzeichnen gleiche Elemente. Auf die Darstellung der Inertgaszuführung 6 wurde hier jedoch der Übersichtlichkeit wegen verzichtet. Durch Einbringen des Inertgases 6a in das Tauchrohr 1c (vergleiche FIG 1) wird die Metallschmelze 14 umgewälzt. Die Vakuumpumpe 10 evakuiert den Behandlungsraum 1b, wobei Gase, insbesondere Wasserstoff, innerhalb des Behandlungsraumes 1b aus der Metallschmelze 14 entweichen. Eingeblasener Sauerstoff 6a reagiert mit Kohlenstoff in der Metallschmelze 14 und entweicht als Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid zusammen mit weiteren Gasen als Abgas 11a. Beim Einfahren der Hubzylinder bewegt sich das untere Grundgefäßteil 1ab zusammen mit den Tauchrohre 1c, 1c' wieder vertikal nach oben und die Tauchrohre 1c, 1c' werden aus der behandelten Metallschmelze 14 herausgezogen.
  • Nachdem lediglich das untere Grundgefäßteil 1ab durch die Hubzylinder bewegt werden muss, können diese besonders klein und energiesparend ausgeführt werden.
  • FIG 3 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch ein Grundgefäß 1a eines Vakuumbehandlungsgefäßes im Bereich einer Dichtungsanordnung 3. Gleiche Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 2 kennzeichnen gleiche Elemente. Es sind mit den Hubzylindern starr verbundene Arretiervorrichtungen 9a, 9b vorhanden, um das untere Grundgefäßteil 1ab gegenüber dem oberen Grundgefäßteil 1aa in der gewünschten Position zu fixieren und die Dichtungsanordnung 3 sowie die Hubzylinder mechanisch zu entlasten. Die Dichtungsanordnung 3 umfasst eine Aufblasdichtung 7 umfassend eine Rohrkonstruktion mit beweglicher Membrane 7a aus Stahlblech sowie eine Kompensatoreinrichtung 8 in Form eines in Richtung seiner Schlauchlängsachse ziehharmonikaförmig verformbaren Metallschlauch. Dabei ist die Rohrkonstruktion an der Arretiervorrichtung 9a, 9b befestigt und die Membrane 7a dem oberen Grundgefäßteil 1aa zugewandt angeordnet. Die längenveränderliche schlauchförmige Kompensatoreinrichtung 8 verbindet die Aufblasdichtung 7 allseitig mit dem unteren Grundgefäßteil 1ab. In die Rohrkonstruktion wird ein Gas unter Druck eingeblasen, so dass die Membrane 7a ausgelenkt wird und im Bereich des Umfangs des oberen Grundgefäßteils 1aa gegen dieses drückt und damit das untere Grundgefäßteil 1ab mit dem oberen Grundgefäßteil 1aa gasdicht verbindet. Demnach werden bei einer Bewegung des unteren Grundgefäßteils 1ab gegenüber dem oberen Grundgefäßteil 1aa von den Hubzylindern die gewünschte Position - bei gleichzeitig gelöster Arretiervorrichtung 9a, 9b - angefahren, wobei sich die Kompensatoreinrichtung 8 verlängert oder verkürzt. Anschließend werden die Arretiervorrichtungen 9a, 9b betätigt und die Position fixiert. Nun wird Gas in die Rohrkonstruktion eingeblasen und die Membran 7a gegen das obere Grundgefäßteil 1aa gedrückt, so dass eine gasdichte Verbindung zwischen diesen entsteht. Der Behandlungsraum 1b ist nun nach unten über die Metallschmelze 14, in welche die hier nicht sichtbaren Tauchrohre eintauchen, das Grundgefäß 1a und die Dichtungsanordnung 13 gegenüber der Umgebung abgedichtet und kann über die Vakuumpumpe 10 (siehe Figuren 1 und 2) evakuiert werden. Alternativ zu der in FIG 3 gezeigten Ausführungsform kann die Aufblasdichtung auch am unteren Grundgefäßteil 1ab angeordnet sein, so dass auf eine Kompensatoreinrichtung 8 verzichtet werden kann.
  • Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Vakuumbehandlungsgefäße und RH-Anlagen sollen die Erfindung lediglich beispielhaft erläutern. Es sind demnach eine Vielzahl weiterer Ausführungsformen möglich, die sich dem Fachmann ohne weiteres in Kenntnis der Erfindung erschließen.

Claims (14)

  1. Vakuumbehandlungsgefäß (1) zum Behandeln einer Metallschmelze (14), insbesondere für eine RH-Anlage (100), umfassend ein Grundgefäß (1a) mit einem Behandlungsraum (1b) und mindestens zwei am Grundgefäß (1a) angeordnete und mit dem Behandlungsraum (1b) verbundene Tauchrohre (1c, 1c'), dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgefäß (1a) zwei- oder mehrteilig ausgeführt ist, wobei mindestens zwei Grundgefäßteile (1aa, 1ab) ausgebildet sind, die relativ zueinander beweglich und gasdicht miteinander verbunden sind, wobei zumindest das Grundgefäßteil (1ab) umfassend die Tauchrohre (1c, 1c') beweglich ist, und wobei weiterhin mindestens eine Hubeinrichtung (4a, 4b) vorhanden ist, welche eingerichtet ist, relativ zueinander bewegliche, aneinander angrenzende Grundgefäßteile (1aa, 1ab) gegeneinander zu verschieben.
  2. Vakuumbehandlungsgefäß nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgefäß (1a) horizontal in zwei oder mehr Grundgefäßteile (1aa, 1ab) geteilt ist, die teleskoprohrartig ineinander schiebbar sind.
  3. Vakuumbehandlungsgefäß nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass relativ zueinander bewegliche, aneinander angrenzende Grundgefäßteile (1aa, 1ab) über eine Dichtungsanordnung (3, 3a, 3b) gasdicht miteinander verbunden sind.
  4. Vakuumbehandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (3) durch eine Aufblasdichtung gebildet ist.
  5. Vakuumbehandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgefäß (1a) horizontal in ein oberes Grundgefäßteil (1aa) und ein unteres Grundgefäßteil (1ab) geteilt ist, wobei nur das untere Grundgefäßteil (1ab) beweglich ist.
  6. Vakuumbehandlungsgefäß nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das obere Grundgefäßteil (1aa) und das untere Grundgefäßteil (1ab) unterschiedliche Durchmesser aufweisen und dass das obere Grundgefäßteil (1aa) und das untere Grundgefäßteil (1ab) teleskopartig ineinander verschiebbar sind.
  7. Vakuumbehandlungsgefäß nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das obere Grundgefäßteil (1aa) einen Außendurchmesser aufweist, der geringer ist als ein Innendurchmesser des unteren Grundgefäßteils (1ab), wobei das untere Grundgefäßteil (1ab) über das obere Grundgefäßteil (1aa) schiebbar ist.
  8. Vakuumbehandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens eine Hubeinrichtung (4a, 4b) pro beweglichen Grundgefäßteil (1ab) vorhanden ist, welche eingerichtet ist, relativ zueinander bewegliche, aneinander angrenzende Grundgefäßteile (1aa, 1ab) gegeneinander zu verschieben.
  9. Vakuumbehandlungsgefäß nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Hubeinrichtungen (4a, 4b) pro beweglichem Grundgefäßteil (1ab) vorhanden sind.
  10. Vakuumbehandlungsgefäß nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung (4a, 4b) durch einen Hubzylinder, einen Gewindespindeltrieb oder ein Seilzugsystem gebildet ist.
  11. Vakuumbehandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein jedes bewegliche Grundgefäßteil (1ab) über mindestens eine Arretiervorrichtung (9a, 9b) an einem benachbarten Grundgefäßteil (1aa) arretierbar ist.
  12. RH-Anlage (100, 100') umfassend ein Vakuumbehandlungsgefäß (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 11, weiterhin mindestens eine Vakuumpumpe (10), die mit dem Behandlungsraum (1b) über mindestens eine Abgasrohrleitung (11) verbunden ist, mindestens eine Inertgaszuführleitung (5) zur Einleitung von Inertgas (5a) in das Innere mindestens eines Tauchrohrs (1c), und mindestens eine Sauerstoffzuführleitung (6) zur Zuführung von Sauerstoff (6a) in den Behandlungsraum (1b).
  13. RH-Anlage nach Anspruch 12,
    wobei weiterhin ein Pfannenwagen (12) mit Pfanne (13) und ein Schienensystem (15) zur Zuführung des Pfannenwagens (12) mit Pfanne (13) zum Vakuumbehandlungsgefäß (1, 1') vorhanden ist.
  14. RH-Anlage nach Anspruch 12 oder Anspruch 13,
    wobei weiterhin mindestens eine elektrische Steuereinheit zur Betätigung der mindestens einen Hubeinrichtung (4a, 4b) vorhanden ist.
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