EP3859257B1 - Verschlussstopfen für konverterabstichlöcher - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a sealing plug for temporarily closing the tap hole of a tiltable converter, consisting of a cylindrical, deformable plug body made of a mixture of clay, light bodies made of easily meltable hydrocarbon compounds, plasticizers and celluloses as well as oil as a molding aid, a base plate delimiting the plug body at the bottom, a base plate limiting the plug body at the top delimiting end plate and a tube connecting the two plates, the plug body being insertable via an applicator from the cold edge into the tap hole and being able to be fixed therein and flushed out of the tap hole again via the liquid steel.
- pig iron In the blast furnace process, pig iron is first produced from iron ore using coke and lime. After being tapped in torpedo ladles, the pig iron is sent for further processing. The pig iron, which has been processed in the meantime, is then used in the converter to produce steel by blowing it with oxygen, with additives such as scrap and alloy materials usually being used for this purpose.
- These tiltable converters have an outlet opening or tap hole at a suitable point in the converter wall above the level of the steel bath for transferring the liquid steel into the tapping ladle. For emptying, the converter is tilted into such a position that the steel flows through the tap hole into the downstream ladle.
- the sealing plug is pushed into the converter tapping channel so far that its end plate is positioned almost flush with the inside of the converter and then set by pulling the claw.
- the end plate transitions into a funnel channel that penetrates the sealing plug, so that the plug is actually fixed on the inside of the converter and not on its outer wall. If the sealing plug is set accordingly, the end plate sinters and neither slag nor other parts can flow out through the tap hole, only the pure liquid steel.
- the end plate and also the funnel channel or the tube defining it are partially melted, whereby the steel can flow in a targeted manner into the tapping ladle below.
- Such a sealing plug consists of refractory material, light bodies made of easily meltable hydrocarbon compounds, plasticizers, cellulose and oil.
- a sealing plug which is arranged between the end plate and the base plate and consists of deformable material.
- a retaining plate supported on the inner wall of the converter offers a spring arrangement the possibility of displacing the base plate against the front plate on the manipulation rod and deforming the plug in the process.
- the Japanese writing JP H 0 725 6437A describes a stopper made up of a cylinder formed by end-connected rods. When moving the ends of a rod, which runs in the middle of the rods and whose ends are joined together, the rods bend in the middle and a kind of barrel is created, which has a ring in the middle that attaches to the tap hole.
- the U.S. 2011/014 8013 A1 concerns similar to the one described at the beginning EP 0 635 071 a closure plug that is inserted into the taphole with a complex setting device and fixed there by squeezing the deformable plug material.
- the end plate is pulled on the connecting tube with the aid of a pulling claw that forms the setting device in the direction of the base plate held in place by the setting device.
- the sealing plug must be held in the tap hole by the employee in a free-floating position, with the employee working overhead.
- a closure of the tap hole of a converter is described using a so-called slag shield, which is placed on the hot end of the tap hole from the inside of the converter.
- the slag shield or plate is connected to a rod which, in two solutions shown, has retaining parts or barbs at the ends.
- the rod with retaining parts is inserted into the taphole from the inside of the converter and then connected to the slag shield, which now cannot leave its position on the taphole because the retaining parts get stuck in the taphole and prevent the rod from being pulled out.
- a truncated cone with "dart” is also provided, which fixes the plate in its position.
- a deformable plug body is disclosed, which is deformed in the taphole by a heat-expanding mass between the end plate and base plate until the plug body is firmly seated in the taphole and thus holds the slag shield in its covering position via a connecting rod.
- the object of the invention is therefore to create a sealing plug which, due to its material composition, is easily deformable and which can be inserted into the taphole and deformed there without the complex setting device described.
- the weight of the stopper body is reduced in a targeted manner by the light bodies that are used and, by using viscous oils, it is pushed into the taphole with a rod-shaped applicator and then fixed and deformed there by simply pushing it further, because the retaining claws get stuck when you push them in and with it that too Front plate, so that the base plate can be pushed towards the front plate, while at the same time the plug body is deformed by moving the two plates against each other.
- the retaining claws attach themselves to the tap hole, so that the plug body, which is already in the tap hole, can no longer be moved any further, but rather is inevitably deformed by the viscous oils.
- the retaining claws are fixed to the end plate and that the base plate is designed to be displaceable on the tube via the rod-shaped applicator. This ensures that the end plate can no longer be moved further into the tap hole after the retaining claws have been fixed, but rather that the base plate located or arranged on the outside of the converter is now moved further into the tap hole, which ensures that that the plug body deforms and gets stuck in the tap hole.
- a further advantageous embodiment provides that the retaining claws are fixed to the end plate and the base plate is connected to the tube and both can be displaced in the direction of the end plate via the rod-shaped applicator. This not only moves the base plate in the direction of the end plate, but also the pipe, which is then pushed through the end plate fixed by the retaining claws and thus protrudes a short distance into the tapping channel. This also ensures that the first slag does not flows through the tube and the slag escaping during the blowing process can also block it depending on its composition, but rather only and safely the liquid steel, which then, as already mentioned, dissolves both stopper components, but in any case prevents the slag from flows into the tapping ladle.
- an expedient embodiment provides that the tube can be displaced via the applicator by 5-15 cm, preferably 10 cm, via the end plate in the direction of the converter interior. This is a great advantage, since the pipe can no longer become clogged with slag spraying out during the blowing process, leading to the disadvantages of clogging described above.
- an expedient embodiment of the invention provides for two retaining claws, connected to one another, to be placed on the displaceable end plate, encompassing the pipe above. If the end plate is now moved, the retaining claws ensure that this is not possible if the retaining claws have become stuck on the tap hole or in the tap hole.
- Such fixing of the retaining claws is ensured if they are made of 6 mm reinforcing iron and are bent at the lower, free end to form the hook and have an external dimension of + 30 - 50 mm, preferably 40 mm larger than the plug circumference and 3 - 10 cm longer than the plug body are formed having. Because of these dimensions, it is first of all ensured that the upper end, which is either attached to the end plate or rests on it, can rest tightly against the plug body, i.e. it cannot impede the insertion process into the tap hole in any case. If the base body is then inserted far enough into the tap hole, the lower free ends with the hook will settle around the tap hole or around the cold outer edge, so that the deformation process can then begin safely. All this is done with the simple stick or applicator, so that skill can no longer play a decisive role here.
- the plug body consists of the soft mass mentioned in claim 1, in particular also the mineral oil used and the light body, with a further development providing, in addition to these light bodies made of easily meltable hydrocarbon compounds, additional light bodies in the form of mineral ones to achieve a low overall weight and good handling Expanded glass existing hollow glass spheres are mixed with in the plug body.
- the plug body having these different lightweight bodies or additional lightweight bodies is characterized not only by a low overall weight, but also by the fact that it can be handled optimally and can therefore be easily introduced into the taphole.
- the contained mineral oil has an optimal shaping effect.
- hollow glass spheres are basically from the EP 2 315 859 B1 known, but not in the material composition specified here and also not together with polystyrene granulate of 0.3 - 5 mm, which, however, only brings the desired optimal weight reduction and thus optimal ease of handling in this composition and, moreover, together with the specific clay and Bentonite gives the mass the necessary softness.
- the polystyrene should not have a spherical shape. This shape gives the polystyrene a modified structure which, together with the expanded glass, gives the stopper a high level of stability.
- the specifically shaped polystyrene gives the mass or the mixture a much better hold than the polystyrene beads previously used, because the new shape (coffee bean shape) creates a matrix similar to that of a concrete mixture. In this way, the desired stability can be reliably achieved and maintained.
- the polystyrene granules should also be a graphitized polystyrene according to the invention, this graphitized styrofoam for an optimal good mixing and adhesion of all components of the stopper body.
- a sealing plug ensures quick installation, ensures that the preliminary slag is always held back, even while the converter is tilting, sits securely in the taphole, does not sinter and ensures that the channel is completely free within 5 to 10 seconds at the moment of tapping , so that the steel can flow out.
- the stopper can be stored well and is light in weight, which makes it particularly easy to insert into the converter's tap hole.
- the sealing plug according to the invention ensures a sufficiently high steel bath above the plug by briefly retaining the steel, so that tapping vortices can be reliably prevented.
- These disadvantageous vortices occur with bath heights of less than 2.5 times the tapping diameter, i.e. with a tapping of 160 mm below a height of 400 mm. If there is no sealing plug, vortices are created which move through the bath to the surface and pull converter slag into the receiver or the tapping ladle during tapping.
- figure 1 shows a converter 2 in section, it being seen that the outflowing liquid steel 5 carries a layer of slag 6.
- the liquid steel 5 flows through the tap hole 4 into the tapping ladle 3, which is already partially filled with liquid steel 5'.
- the sealing plug 1 is in here figure 1 not shown and not recognizable because it has already been flushed out of tap hole 4 by the liquid steel.
- the interior of the converter is denoted by 18 and the cold edge of the tap hole 4 is denoted by 24.
- FIG 2 actually shows the state of the art, in which the sealing plug 1 is inserted with its entire plug body 8 into the tap hole 4 in order to then be deformed by the setting device 22, for which purpose the base plate 11 and end plate 12 are moved towards one another with the setting device 22, 22' will.
- the wall of the plug body 8 is pressed against the inner wall of the tap hole 4 and the tap hole 4 is thus effectively closed.
- liquid steel can flow through the pipe 13 as shown in FIG figure 1 shown to disperse in tapping ladle 3.
- FIG 3 shows an embodiment of the sealing plug 1 with the plug body 8, which is covered by the end plate 12 at the end to be introduced first into the tap hole 4.
- This end plate 12 is connected to 4 retaining claws 15, 16, 20, 21, these retaining claws 15, 16, 20, 21 with their hooks 26, 26' ensure that the plug body 8 is fixed there on the inner wall 7 or on the cold edge of the tap hole 24 after it has been inserted into the tap hole 4 .
- Below the base plate 11 is not visible, but the protruding tube 13, the base plate 11 and end plate 12 connects.
- figure 4 shows an embodiment in which only two retaining claws 15, 16 are used, which have hooks 26, 26' at the lower end, ie at the free end 25.
- the retaining claws 15, 16 are firmly fixed to the upper end plate 12, while the displaceable mass 30 with the lower loose base plate 11 can be pushed against the upper end plate 12, which is firmly connected to the tube 13, so that the outer wall 27 of the plug body 8 is tight the inner wall 7 of the tap hole 4 can create.
- the stopper body 8 has polystyrene granulate in addition to the quantity of clay
- the sealing plug after figure 5 is characterized in that the two retaining claws 15, 16 are looped around the tube 13 above the end plate 12 and connected to one another, so that a fixation, ie a connection to the end plate 12, can be dispensed with.
- the tube 13 has an overhang 14 here, which is created by the pipe being pushed through the end plate 12 in order to reach the overhang 14 already mentioned earlier, and this can take place when the plug body 8 is deformed.
- slag 6 cannot flow through the pipe 13 and close it, since the pipe 13 protrudes about 10 cm at the top towards the hot side and no slag 6 may then build up in the pipe 13 . Otherwise, if the pipe 13 does not protrude during the blowing process, it would easily become clogged with slag spraying out, which would later cause problems when the liquid steel 5 tipped out or ran out.
- FIG 6 shows an embodiment in which the braces 15, 16 are connected to the end plate 12, wherein the tube 13 together with the Base plate 11 is moved in the direction of the end plate, so as to fix the plug body 8 in the tap hole 4.
- the plug body in addition to the clay mixture 9 and the light bodies 10, 10 ', also has additional light bodies 28, 28', 28 ", which are introduced into the mixture.
- the additional light bodies 28' consist of sodium / calcium spherical silicate and the Additional lightweight body 28" made of aluminum ball silicate, so that overall a mixture is created as specified in claim 11.
- the lightweight polystyrene granules consist of graphitized polystyrene and have the aforementioned coffee bean shape.
- a rod-shaped applicator 17 is shown, with which the plug body 8 can be inserted into the tap hole 4 . Since the plug body 8 is equipped with the retaining claws 15, 16 shown in both figures, which have hooks 26, the plug body 8 settles when it reaches the position of figure 7 or. figure 8 fixed in the tap hole 4, in which case either the base plate 11 is moved in the direction of the end plate 12 or the end plate 12 in the direction of the base plate 11. Again, the supernatant 14 is here figure 8 recognizable and an auxiliary unit that should not really be described as a setting device 22, but rather the already mentioned rod-shaped applicator 17.
- figure 9 then shows the light bodies 10, 10', 10" mentioned several times, with the coffee bean shape being particularly noteworthy here.
- these light bodies 10 are characterized by their black color, which is the result of graphitization. It can be seen that the surface of these light bodies 10 is not quite flat, but rather shows notches, edges and the like, which facilitates attachment to the clay mixture 9 .
- the tap hole 4 is shown with its two edges. On the inside, ie on the liquid steel 5, the warm edge 23 can be seen, while the cold edge, which has already been mentioned, is denoted by 24. at figure 5 the enclosing of the ends of the retaining claws 15, 16 is identified by the reference numeral 19.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Verschlussstopfen zum zeitweise Verschließen des Abstichloches eines kippbaren Konverters, bestehend aus einem zylinderförmigen, verformbaren Stopfenkörper aus einem Tongemenge, Leichtkörpern aus leicht schmelzbaren Kohlenwasserstoffverbindungen, Plastifizierer und Cellulosen sowie Öl als Formhilfsmittel, einem unten den Stopfenkörper begrenzenden Grundblech, einem den Stopfenkörper oben begrenzenden Stirnblech und einem beide Bleche verbindenden Rohr, wobei der Stopfenkörper über einen Applikator vom kalten Rand her in das Abstichloch einführbar und darin festsetzbar und über den flüssigen Stahl wieder aus dem Abstichloch ausschwemmbar ausgebildet ist.
- Beim Hochofenverfahren wird zuerst Roheisen aus Eisenerz mit Hilfe von Koks und Kalk hergestellt. Das Roheisen wird nach dem Abstich in Torpedopfannen der weiteren Verarbeitung zugeführt. Aus dem zwischenzeitlich aufbereiteten Roheisen wird dann im Konverter durch Verblasen mit Sauerstoff Stahl hergestellt, wobei dazu in der Regel Zuschlagstoffe wie Schrott und Legierungsmaterialien eingesetzt werden. Diese kippbaren Konverter besitzen an geeigneter Stelle in der Konverterwand oberhalb des Stahlbadspiegels eine Auslassöffnung bzw. ein Abstichloch zur Überführung des flüssigen Stahls in die Abstichpfanne. Zum Entleeren wird der Konverter in eine solche Position gekippt, dass der Stahl durch das Abstichloch in die nachgeschaltete Pfanne strömt. Da auf der Stahlschmelze stets die spezifisch leichtere Schlacke unterschiedlicher Viskosität aufschwimmt, gelangt diese während des Kippvorgangs zwangsweise zuerst in das Abstichloch und somit in mehr oder weniger großer Menge in die Abstichpfanne. Für zahlreiche nachfolgende metallurgische Prozesse ist das Vorhandensein von sauerstoffreicher und häufig mit Phosphor oder Schwefel angereicherter Schlacke von erheblichem Nachteil. Es ergibt sich daher die Forderung, möglichst schlackenfrei den Konverterstahl in die Abstichpfanne zu überführen. Aus der
EP 0 635 071 ist ein Verschlussstopfen bekannt, bei dem das Stirnblech in einen Trichterkanal übergehend ausgebildet ist, der den Verschlussstopfen bzw. den Stopfenkörper durchörtert und einer auf das Stirnblech einwirkende Ziehkralle aufnehmend geformt ist. Dabei wird der Verschlussstopfen so weit in den Konverterabstichkanal eingeschoben, dass er mit seinem Stirnblech mit der Konverterinnenseite annähernd fluchtend positioniert und dann durch Ziehen der Kralle gesetzt wird. Das Stirnblech geht in einen Trichterkanal über, der den Verschlussstopfen durchörtert, so dass das Festsetzen des Stopfens auch wirklich konverterinnenseitig erfolgt und nicht an dessen Außenwand. Ist der Verschlussstopfen entsprechend gesetzt, so versintert das Stirnblech und weder Schlacke noch sonstige Teile können durch das Abstichloch ausfließen, vielmehr nur der reine flüssige Stahl. Mit berühren des flüssigen Stahls wird das Stirnblech und auch der Trichterkanal bzw. das diesen vorgebende Rohr teilweise geschmolzen, wobei der Stahl gezielt in die darunter stehende Abstichpfanne fließen kann. Ein derartiger Verschlussstopfen besteht aus Feuerfestmaterial, Leichtkörpern aus leicht schmelzbaren Kohlenwasserstoffverbindungen, aus Plastifizierer, Cellulosen und Öl. Je nach Größe des Verschlussstopfens ist das Handhaben mit dem Applikator bzw. dem Setzgerät schwierig. Je nach Lagerzeit des Verschlussstopfens ist dann das Verformen im Abstichloch auch noch mit Problemen behaftet, wobei die Handhabung des Setzgerätes eine gewisse Geschicklichkeit voraussetzt, da dieses zusätzliche Gerät mit der Ziehkralle ja nach dem Setzen des Verschlussstopfens wieder zurückgewonnen werden muss. Aus derEP 0 315 311 A1 ist ein Verschlussstopfen bekannt, der zwischen Stirnblech und Grundblech angeordnet ist und aus verformbarem Material besteht. Eine sich an der Konverterinnenwand abstützende Halteplatte bietet einer Federanordnung die Möglichkeit, das Grundblech gegen das Stirnblech auf der Manipulierstange zu verschieben und dabei den Stopfen zu verformen. Dadurch tritt Mörtel aus, der zwischen Stopfenwand und Innenwand des Abstichloches in dieses eindringt und den Stopfen festlegt. Die japanische SchriftJP H 0 725 6437A - Die
US 2011/014 8013 A1 betrifft ähnlich der anfangs beschriebenenEP 0 635 071 einen Verschlussstopfen, der mit einem aufwendigen Setzgerät ins Abstichloch eingeführt und dort durch Verquetschen des verformbaren Stopfenmaterials festgesetzt wird. Hierzu wird das Stirnblech auf dem verbindenden Rohr mit Hilfe einer das Setzgerät mitbildenden Ziehkralle in Richtung des über das Setzgerät festgehaltenen Grundbleches gezogen. Der Verschlussstopfen muss während dieser Festsetzarbeiten freischwebend vom Mitarbeiter im Abstichloch gehalten werden, wobei der Mitarbeiter über Kopf arbeitet. In derGB 25 34 231A - Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen Verschlussstopfen zu schaffen, welcher aufgrund seiner Materialzusammenstellung leicht verformbar ist und der ohne das beschriebene aufwendige Setzgerät in das Abstichloch einsetzbar und dort verformbar ist.
- Gemäß der Erfindung wird der Stopfenkörper gezielt durch die zum Einsatz kommenden Leichtkörper im Gewicht reduziert und durch Einsatz zähfließender Öle mit einem stangenförmigen Applikator in das Abstichloch hineingeschoben und dann durch einfaches Weiterschieben dort festgesetzt und verformt, weil beim Einschieben die Haltekrallen sich festsetzen und damit auch das Stirnblech, sodass das Grundblech in Richtung Stirnblech geschoben werden kann, wobei gleichzeitig der Stopfenkörper durch das Bewegen der beiden Bleche gegeneinander verformt wird. Die Haltekrallen setzen sich am Abstichloch fest, so dass der Stopfenkörper, der ja bereits im Abstichloch ist, nicht mehr weiterbewegt werden kann, sondern vielmehr zwangsweise auch durch die zähfließenden Öle sicher verformt wird.
- Nach einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Haltekrallen am Stirnblech festgelegt sind und dass das Grundblech über den stangenförmigen Applikator auf dem Rohr verschiebbar ausgebildet ist. Damit wird erreicht, dass das Stirnblech nach dem Festsetzen der Haltekrallen nicht mehr weiter in das Abstichloch hineinbewegt werden kann, sondern dass vielmehr nun das auf der Außenseite des Konverters sich befindende bzw. angeordnete Grundblech weiter in das Abstichloch hineinbewegt wird, wobei es dafür sorgt, dass der Stopfenkörper sich verformt und im Abstichloch festsetzt.
- Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Haltekrallen am Stirnblech festgelegt und das Grundblech mit dem Rohr verbunden und beide über den stangenförmigen Applikator in Richtung Stirnblech verschiebbar sind. Damit wird also nicht nur das Grundblech in Richtung Stirnblech verschoben, sondern auch das Rohr, das dann durch das durch die Haltekrallen fixierte Stirnblech hindurchgeschoben wird und damit in den Abstichkanal ein kurzes Stück hineinragt. Damit ist zusätzlich sichergestellt, dass die Erst-Schlacke nicht durch das Rohr abfließt und auch während des Blasvorganges austretende Schlacke dieses dabei je nach Zusammensetzung auch mal verschließen kann, sondern vielmehr nur und sicher der flüssige Stahl, der dann wie schon erwähnt beide Stopfen-Bestandteile auflöst, aber auf jeden Fall verhindert, dass die Schlacke in die Abstichpfanne hineinfließt.
- In Weiterentwicklung dieses mit dem Grundblech verbundenen Rohres ist nach einer zweckmäßigen Ausführung vorgesehen, dass das Rohr über den Applikator um 5 - 15 cm, vorzugsweise 10 cm über das Stirnblech in Richtung Konverterinneres verschiebbar ist. Das ist ein großer Vorteil, da nun während des Blasvorganges sich das Rohr nicht mehr mit herausspritzender Schlacke zusetzen kann, um zu den weiter oben beschriebenen Nachteilen mit Verstopfen zu führen.
- Statt einer Verbindung beispielsweise ein Verschweißen der Haltekrallen mit dem Stirnblech ist es nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung vorgesehen, dass zwei Haltekrallen miteinander verbunden oben das Rohr umfassend auf das verschiebbare Stirnblech aufgelegt sind. Wird das Stirnblech jetzt verschoben, sorgen die Haltekrallen dafür, dass dies nicht möglich ist, wenn die Haltekrallen sich am Abstichloch oder im Abstichloch festgesetzt haben.
- Statt der beschriebenen zwei Haltekrallen ist auch die Möglichkeit gegeben, dass zwei, drei oder vier Haltekrallen oben auf dem Stirnblech aufliegend miteinander und mit dem Stirnblech verbunden sind oder eben wie weiter oben beschrieben auch ohne diese Verbindung einfach nur oben aufliegen. Auch dadurch kann dann die Beweglichkeit des Stirnbleches verhindert und mit dem unteren Grundblech der Verformungsvorgang des Stopfenkörpers bewirkt werden.
- Je nach Ausbildung der Haltekrallen ist die Möglichkeit gegeben, dass diese im Abstichloch oder am kalten, äußeren Rand des Abstichloches sich festsetzen können.
- Ein solches Festsetzen der Haltekrallen ist sichergestellt, wenn sie aus 6 mm Moniereisen hergestellt und am unteren, freien Ende den Haken bildend abgebogen ausgebildet sind und ein Außenmaß von + 30 - 50 mm, vorzugsweise 40 mm größerem Stopfenumfang und 3 - 10 cm größerer Länge als der Stopfenkörper aufweisend ausgebildet sind. Aufgrund dieser Maße ist zunächst einmal sichergestellt, dass das obere Ende, das entweder am Stirnblech festgeheftet ist oder darauf liegt, sich dicht an den Stopfenkörper anlegen kann, also auf jeden Fall den Einschiebevorgang in das Abstichloch nicht behindern kann. Ist der Grundkörper dann weit genug in das Abstichloch eingeführt, setzen sich die unteren freien Enden mit dem Haken um das Abstichloch bzw. um den kalten äußeren Rand fest, so dass der Verformungsvorgang dann sicher beginnen kann. All dies erfolgt mit der einfachen Stange bzw. dem Applikator, so dass Geschicklichkeit hier keine entscheidende Rolle mehr spielen kann.
- Der Stopfenkörper besteht aus der im Anspruch 1 genannten weichen Masse, insbesondere auch des eingesetzten Mineralöls und der Leichtkörper, wobei nach einer Weiterbildung vorgesehen ist, neben diesen Leichtkörpern aus leicht schmelzbaren Kohlenwasserstoffverbindungen zur Erzielung eines geringen Gesamtgewichtes und einer guten Handhabbarkeit Zusatzleichtkörper in Form von mineralischen aus Blähglas bestehenden Glashohlkugeln mit in den Stopfenkörper eingemischt sind. Der diese unterschiedlichen Leichtkörper bzw. Zusatzleichtkörper aufweisende Stopfenkörper ist nicht nur durch ein geringes Gesamtgewicht gekennzeichnet, sondern auch dadurch, dass er optimal handhabbar ist und somit leicht in das Abstichloch eingeführt werden kann. Schließlich wirkt das enthaltende Mineralöl optimal formgebend.
- Ein solcher Verschlussstopfen verfügt erfindungsgemäß über einen Stopfenkörper aus einem Gemisch von
- 10 - 50 Vol.-% Polystyrolgranulat 10' von 0,3 - 5 mm,
- 5 - 30 Vol.-% Zusatzleichtkörper in Form von Blähglas von 0,2 - 8 mm ,
- 20 - 45 Gew.-% Zusatzleichtkörper in Form von Aluminiumhohlkugelsilikat mit 0,1 - 1,5 mm Durchmesser und
- 15 - 70 Gew.-% Tongemenge aus Kaolinit, Bentonit und Ton 3-Schichtsilikat,
- 0,5 - 3 Gew.-% Plastifizierer
- 0,1 - 2 Gew.-% Verflüssiger
- 0,1 - 2 Gew.-% temporäre Binder
- 0,1 - 5 Gew.-% permanente Binder und
- 2 - 8 Vol.-% Öle als Formhilfsmittel.
- Die Verwendung von Glashohlkugeln ist zwar grundsätzlich aus der
EP 2 315 859 B1 bekannt, allerdings nicht in der hier spezifizierten Materialzusammensetzung und auch nicht zusammen mit Polystyrolgranulat von 0,3 - 5 mm, was aber erst in dieser Zusammensetzung die gewünschte optimale Gewichtsreduzierung und damit optimale Handhabungsfreundlichkeit bringt und darüber hinaus zusammen mit dem zum Einsatz kommenden bestimmten Ton und Bentonit der Masse die notwendige Weichheit gibt. - Vorteilhaft ist es und gemäß Erfindung auch gezielt vorzusehen, den Verschlussstopfen mit dem erwähnten Polystyrolgranulat zu vermischen, dabei allerdings in der Form von 2 - 3 mm, während das Blähglas in der Form von 0,2 - 0,5 mm und das Aluminiumhohlkugelsilikat in der Form von 0,1 - 0,5 mm in die Gesamtmischung eingebracht wird. Das Polystyrol soll keine Kugelform aufweisen. Diese Form bringt dem Polystyrol eine geänderte Struktur, die dem Stopfen zusammen mit dem Blähglas eine hohe Stabilität verleiht. Das gezielt geformte Polystyrol gibt der Masse bzw. der Mischung einen wesentlich besseren Halt als die bisher eingesetzten Styroporkügelchen, weil sich durch die neue Form (Kaffeebohnenform) eine Matrix ähnlich der einer Betonmischung bildet. So ist die gewünschte Stabilität sicher zu erreichen und zu halten.
- Das Polystyrolgranulat soll darüber hinaus gemäß der Erfindung ein graphitiertes Polystyrol sein, wobei dieses graphitiertes Styropor für ein optimal gutes Durchmischen und Haften aller Bestandteile des Stopfenkörpers Sorge trägt. Ein solcher Verschlussstopfen gewährleistet einen schnellen Einbau, sorgt dafür, dass Vorlaufschlacke immer zurückgehalten wird, auch noch während des Kippens des Konverters, sitzt sicher im Abstichloch, versintert nicht und sorgt dafür, dass der Kanal im Abstichmoment innerhalb von 5 bis 10 Sekunden völlig frei ist, so dass der Stahl abfließen kann. Der Stopfen ist gut lagerfähig und verfügt über ein geringes Gewicht, was insbesondere das Einsetzen in das Abstichloch des Konverters erleichtert. Der erfindungsgemäße Verschlussstopfen sorgt im Moment des Abstichbeginns durch kurze Zurückhaltung des Stahls für ein genügend hohes Stahlbad über dem Stopfen, so dass Abstichwirbel sicher verhindert werden können. Diese nachteiligen Wirbel entstehen bei Badhöhen von weniger als 2,5 x Abstich-Durchmesser, also bei einem Abstich von 160 mm unter einer Höhe von 400 mm. Bei fehlendem Verschlussstopfen entstehen Wirbel, die sich im Bad bis zur Oberfläche durch bewegen und Konverterschlacke während des Abstiches mit in die Vorlage bzw. die Abstichpfanne ziehen.
- 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 und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
- Figur 1
- einen gekippten Konverter während des Auslaufens des flüssigen Stahls,
- Figur 2
- den Stand der Technik mit einem Setzgerät,
- Figur 3
- einen Verschlussstopfen mit vier Haltekrallen,
- Figur 4
- eine Seitenansicht eines Verschlussstopfens mit ausgefahrenem Rohr,
- Figur 5
- einen Verschlussstopfen mit zwei das Rohr umfassende Haltekrallen,
- Figur 6
- einen Verschlussstopfen, bei dem die Haltekrallen mit dem Stirnblech verbunden sind und dem Grundblech, das auf dem fest mit dem Stirnblech verbundenen Rohr verschiebbar ist,
- Figur 7
- einen Schnitt durch ein Abstichloch mit einem eingesetzten Verschlussstopfen und am kalten Rand des Abstichsloches sich festsetzenden Haltekrallen,
- Figur 8
- einen Schnitt durch ein Abstichloch mit eingebrachtem Verschlussstopfen und Haltekrallen, die sich im Abstichloch festgesetzt haben und
- Figur 9
- graphitierte und kaffeebohnenartig ausgebildete Leichtkörper aus Styropor.
-
Figur 1 zeigt einen Konverter 2 im Schnitt, wobei erkennbar ist, dass der auslaufende flüssige Stahl 5 eine Schicht aus Schlacke 6 trägt. Der flüssige Stahl 5 fließt durch das Abstichloch 4 in die Abstichpfanne 3, die bereits teilweise mit flüssigem Stahl 5' ausgefüllt ist. Der Verschlussstopfen 1 ist hier inFigur 1 nicht gezeigt und nicht erkennbar, weil er bereits durch den flüssigen Stahl wieder aus dem Abstichloch 4 ausgeschwemmt wurde. Mit 18 ist das Konverterinnere bezeichnet und mit 24 der kalte Rand des Abstichloches 4. Auf diese Bezugszeichen wird weiter hinten noch eingegangen. -
Figur 2 zeigt eigentlich den Stand der Technik, bei dem der Verschlussstopfen 1 mit seinem gesamten Stopfenkörper 8 in das Abstichloch 4 eingeführt ist, um dann über die Setzvorrichtung 22 verformt zu werden, wozu mit der Setzvorrichtung 22, 22' das Grundblech 11 und Stirnblech 12 gegeneinander bewegt werden. Dadurch wird die Wandung des Stopfenkörpers 8 gegen die Innenwand des Abstichloches 4 gepresst und so das Abstichloch 4 wirksam verschlossen. Nach dem Entfernen der Setzvorrichtung 22 kann dann nach entsprechendem Kippen des Konverters 2 flüssiger Stahl durch das Rohr 13 hindurchfließen um wie inFigur 1 gezeigt sich in der Abstichpfanne 3 zu verteilen. -
Figur 3 zeigt eine Ausbildung des Verschlussstopfens 1 mit dem Stopfenkörper 8, der am in das Abstichloch 4 zuerst einzuführenden Ende über das Stirnblech 12 abgedeckt ist. Dieses Stirnblech 12 ist mit 4 Haltekrallen 15, 16, 20, 21 verbunden, wobei diese Haltekrallen 15, 16, 20, 21 mit ihren Haken 26, 26' dafür sorgen, dass sich der Stopfenkörper 8 nach dem Einführen in das Abstichloch 4 dort an der Innenwand 7 oder am kalten Rand des Abstichloches 24 festsetzt. Unten ist das Grundblech 11 nicht erkennbar, dafür aber das vorstehende Rohr 13, das Grundblech 11 und Stirnblech 12 verbindet. -
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der nur zwei Haltekrallen 15, 16 zum Einsatz kommen, die am unteren Ende, d. h. am freien Ende 25 über die Haken 26, 26' verfügen. Die Haltekrallen 15, 16 sind fest am oberen Stirnblech 12 fixiert, während die verschiebbare Masse 30 mit dem unteren losen Grundblech 11 gegen das obere fest mit dem Rohr 13 verbundene Stirnblech 12 verschoben werden kann, so dass sich die Außenwandung 27 des Stopfenkörpers 8 dicht an die Innenwandung 7 des Abstichloches 4 anlegen kann. - Der Stopfenkörper 8 weist bei dieser Ausführung neben dem Tongemenge Polystyrolgranulat auf
- Der Verschlussstopfen nach
Figur 5 zeichnet sich dadurch aus, dass hier die beiden Haltekrallen 15, 16 oberhalb des Stirnbleches 12 um das Rohr 13 herumgeschlungen und miteinander verbunden sind, so dass auf eine Fixierung also Verbindung mit dem Stirnblech 12 verzichtet werden kann. Das Rohr 13 weist hier einen Überstand 14, der dadurch entsteht, dass das Rohr durch das Stirnblech 12 hindurchgeschoben wird, um den weiter vorne schon erwähnten Überstand 14 zu erreichen, wobei dies beim Verformen des Stopfenkörpers 8 erfolgen kann. Hierdurch kann Schlacke 6 nicht durch das Rohr 13 abfließen und dieses verschließen, da das Rohr 13 oben zur heißen Seite hin ca. 10 cm herausragt und sich ggf. dann im Rohr 13 keine Schlacke 6 aufbaut. Ansonsten würde dies bei nicht überstehendem Rohr 13 während des Blasvorganges sich leicht mit herausspritzender Schlacke zusetzen, was dann später Probleme beim Herauskippen bzw. Herauslaufen des flüssigen Stahls 5 bringen würde. -
Figur 6 wiederum zeigt eine Ausführung, bei der die Spreizen 15, 16 mit dem Stirnblech 12 verbunden sind, wobei das Rohr 13 zusammen mit dem Grundblech 11 in Richtung auf das Stirnblech verschoben wird, um so den Stopfenkörper 8 im Abstichloch 4 festzusetzen. Bei dieser Ausführungsform ist kennzeichnend, dass der Stopfenkörper neben dem Tongemenge 9 und den Leichtkörpern 10, 10' auch noch Zusatzleichtkörper 28, 28', 28" aufweist, die in das Gemenge eingebracht sind. Die Zusatzleichtkörper 28' bestehen aus Natrium/Kalziumkugelsilikat und die Zusatzleichtkörper 28" aus Aluminiumkugelsilikat, so dass insgesamt ein Gemenge entsteht, wie es im Anspruch 11 fixiert ist. In diesem Zusammenhang ist noch darauf hinzuweisen, dass die Polystyrolgranulatleichtkörper aus graphitiertem Polystyrol bestehen und die erwähnte Kaffeebohnenform aufweisen. - In den
Figuren 7 und 8 ist ein stangenförmiger Applikator 17 gezeigt, mit dem der Stopfenkörper 8 in das Abstichloch 4 eingeführt werden kann. Da der Stopfenkörper 8 mit den in beiden Figuren gezeigten Haltekrallen 15, 16 ausgerüstet ist, die über Haken 26 verfügen, setzt sich der Stopfenkörper 8 bei Erreichen der Position vonFigur 7 bzw.Figur 8 im Abstichloch 4 fest, wobei dann entweder das Grundblech 11 in Richtung Stirnblech 12 bewegt wird oder das Stirnblech 12 in Richtung Grundblech 11. Auch hier ist wieder der Überstand 14 beiFigur 8 erkennbar und ein eigentlich nicht als Setzvorrichtung 22 zu bezeichnendes Hilfsaggregat, sondern vielmehr den schon erwähnten stangenförmige Applikator 17. -
Figur 9 zeigt dann die mehrfach erwähnten Leichtkörper 10, 10', 10", wobei hier die Kaffeebohnenform besonders hervorzuheben ist. Darüber hinaus zeichnen sich diese Leichtkörper 10 durch ihre schwarze Farbe aus, die durch die Graphitierung entstanden ist. Erkennbar ist, dass die Oberfläche dieser Leichtkörper 10 nicht ganz eben ist, sondern vielmehr Kerben, Kanten und ähnliches zeigt, die die Fixierung am Tongemenge 9 erleichtert. - In
Figur 1 ist das Abstichloch 4 mit seinen beiden Rändern gezeigt. Innenliegend, also am flüssigen Stahl 5 ist der warme Rand 23 erkennbar, während der schon weiter vorn erwähnte kalte Rand mit 24 bezeichnet ist. BeiFigur 5 ist die Umfassung der Enden der Haltekrallen 15, 16 mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeichnet.
Claims (13)
- Verschlussstopfen zum zeitweisen Verschließen des Abstichloches (4) eines kippbaren Konverters (2), bestehend aus einem zylinderförmigen, verformbaren Stopfenkörper (8) aus einem Tongemenge (9), Leichtkörpern (10) aus leicht schmelzbaren Kohlenwasserstoffverbindungen, Plastifizierer und Cellulosen sowie Öl als Formhilfsmittel, einem unten den Stopfenkörper (8) begrenzenden Grundblech (11), einem den Stopfenkörper (8) oben begrenzenden Stirnblech (12) und einem beide Bleche verbindenden Rohr (13), wobei der Stopfenkörper (8) über einen Applikator (17) vom kalten Rand (24) her in das Abstichloch (4) einführbar und darin festsetzbar und über den flüssigen Stahl (5) wieder aus dem Abstichloch (4) ausschwemmbar ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stopfenkörper (8) durch Zugabe von zähfließenden Ölen als weiche Masse gut verformbar ausgebildet ist und dass ihm Haltekrallen (15, 16) zugeordnet sind, die sich beim Einschieben des Stopfenkörpers (8) an der Innenwand (7) des Abstichloches (4) mit ihren Haken (26, 26') festsetzend geformt sind, wobei dann das Grundblech (11) in Richtung des mit Haltekrallen (15, 16) verbundenen Stirnbleches (12) beweglich ist und dabei ein Verformen des Stopfenkörpers (8) zwischen Grundblech (11) und Stirnblech (12) mit Hilfe des stangenförmigen Applikators (17') bewirkend ausgeführt ist. - Verschlussstopfen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Haltekrallen (15, 16) am Stirnblech (12) festgelegt sind und dass das Grundblech (11) über den stangenförmigen Applikator (17) auf dem Rohr (13) schiebbar ausgebildet ist. - Verschlussstopfen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Haltekrallen (15, 16) am Stirnblech (12) festgelegt und das Grundblech (11) mit dem Rohr (13) verbunden und beide über den stangenförmigen Applikator (17) in Richtung Stirnblech (12) verschiebbar sind. - Verschlussstopfen nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rohr (13) über den Applikator (17) um 5 - 15 cm, vorzugsweise 10 cm über das Stirnblech (12) in Richtung Konverterinneres (18) verschiebbar ist. - Verschlussstopfen nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei Haltekrallen (15, 16) miteinander verbunden oben das Rohr (13) umfassend auf das verschiebbare Stirnblech (12) aufgelegt sind. - Verschlussstopfen nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei, drei oder vier Haltekrallen (15, 16, 20, 21) aufliegend miteinander und mit dem Stirnblech (12) verbunden sind. - Verschlussstopfen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Haltekrallen (15, 16, 20, 21) im Abstichloch (4) oder am kalten, äußeren Rand (24) des Abstichloches (4) sich festsetzend ausgebildet sind. - Verschlussstopfen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Haltekrallen (15, 16, 20, 21) aus 6 mm Moniereisen hergestellt und am unteren, freien Ende (25) den Haken (26, 26') bildend abgebogen ausgebildet sind und ein Außenmaß von + 30 - 50 mm, vorzugsweise 40 mm größerem Stopfenumfang und 3 - 10 cm größerer Länge als der Stopfenkörper (8) aufweisend ausgebildet sind. - Verschlussstopfen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stopfenkörper (8) neben Leichtkörpern (10) aus leicht schmelzbaren Kohlenwasserstoffverbindungen zur Erzielung eines geringen Gesamtgewichtes Zusatzleichtkörper (28) in Form von mineralischen aus Blähglas bestehenden Glashohlkugeln (28', 28") enthaltend ausgebildet ist. - Verschlussstopfen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stopfenkörper (8) aus einem Gemisch von10 - 50 Vol.-% Polystyrolgranulat (10') von 0,3 - 5 mm,5 - 30 Vol.-% Zusatzleichtkörper (28') in Form von Natrium/Kalziumhohlkugelsilikat von 0,2 - 8 mm,20 - 45 Gew.-% Zusatzleichtkörper (28") in Form von Aluminiumhohlkugelsilikat mit 0,1 - 1,5 mm Durchmesser und15 - 70 Gew.-% Tongemenge (9) aus Kaolinit, Bentonit und Ton 3-Schichtsilikat,0,5 - 3 Gew.-% Plastifizierer0,1 - 2 Gew.-% Verflüssiger0,1 - 2 Gew.-% temporäre Binder0,1 - 5 Gew.-% permanente Binder und2 - 8 Vol.-% Öle als Formhilfsmittelgebildet ist. - Verschlussstopfen nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Polystyrolgranulat (10') in der Form von 2 - 3 mm, das Blähglas (28') in der Form von 0,2 - 0,5 mm Durchmesser, das Aluminiumhohlkugelsilikat (28") in der Form von 0,1 - 0,5 mm Durchmesser mit den weiteren Gemischanteilen den Stopfenkörper (8) bilden. - Verschlussstopfen nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Polystyrolgranulat (10') eine unregelmäßig ausgebildete Kaffeebohnenform aufweist. - Verschlussstopfen nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Polystyrolgranulat (10') ein graphitiertes Polystyrol ist.
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