DE102005038172B4

DE102005038172B4 - Abstichkanal für einen metallurgischen Ofen

Info

Publication number: DE102005038172B4
Application number: DE102005038172A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Kummer; Horst-Dieter Borgwardt; Jürgen Kunze
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2025-08-13
Also published as: CN101238344B; DE102005038172A1; ZA200800014B; EP1913322B1; CN101238344A; NO339663B1; WO2007019917A1; NO20080545L; US7850903B2; BRPI0614584B1; EP1913322A1; US20100127023A1; BRPI0614584A2

Abstract

Abstichkanal (1) für einen metallurgischen Ofen, insbesondere für einen Elektro-Reduktionsofen, bestehend aus mindestens einem Abstich-Stein (10, 11, 12) und einer als Hülse (14) ausgebildeten Kühlvorrichtung im Bereich der Ofenwand (3), wobei die Hülse (14) den Abstich-Stein (10, 11, 12) zumindest teilweise umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) in ihrem von der Ofenwand (3) nach außen abstehenden Bereich zumindest bereichsweise mit einem umlaufenden Kühlkanal (15) ausgestattet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abstichkanal für einen metallurgischen Ofen, insbesondere für einen Elektro-Reduktionsofen, bestehend aus mindestens einem Abstich-Stein und einer Kühlvorrichtung im Bereich des Abstichkanals.
Aus Patent Abstracts of Japan 05-33 15 21 ist ein Abstichkanal bekannt, bei dem der zylindrische Abstichkanal durch ein aus Kupfer hergestelltes, mit Kühlkanälen versehenes, Mantelrohr besteht. Dieses Mantelrohr wird in eine Bohrung in der Seitenwand des Ofens mit einer Füllmasse zur Positionierung derart eingesteckt, dass die Stirnwand des Mantelrohres bündig mit der Innenwand des Ofens abschließt.
In der SMS-Demag Firmenschrift ”Mit SAF-Technologie zum Erfolg” wird auf Seite 12, linke Spalt ausgeführt:
Konstruktionsweise der Abstichlöcher
Die Abstichlöcher können in herkömmlicher Bauart angeboten werden. Für den Einsatz unter höheren Belastungen stehen wassergekühlte Elemente für den Abstich von Metall, CU-Stein und Schlacke zur Verfügung.
Weiterhin ist bekannt, dass die Abstich Steine des Abstichkanals in der Ausmauerung ausgewaschen werden, der Wand-Aufbau wird zerstört. Hierdurch ist die Wärmeleitfähigkeit und die Dichtigkeit im Bereich des Abstichkanals nicht mehr gewährleistet. Die beschädigten bzw. verschlissenen Abstich-Steine müssen regelmäßig repariert/ausgetauscht werden, da die Öfen kontinuierlich in Betrieb sind. Für die Reparatur/den Austausch muss der Ofen abgeschaltet werden. Dieses führt zu Produktionsunterbrechungen. Um diese Produktionsunterbrechungen so gering wie möglich zu halten, erfolgt die Reparatur/der Austausch des Abstichkanals bzw. der Abstich-Steine möglichst dann, wenn im Inneren des Ofens noch hohe Temperaturen vorhanden sind. Bei dieser Ausführung wird der Bereich um den Abstichkanal nicht gekühlt. Eine derartige Ausführung ist in den 1 und 2 dargestellt.
Die Druckschrift DE 34 27268 A1 offenbart einen Abstichkanal mit einem Abstichstein, der von einem hülsenförmigen Trägerelement, in dem Sensoren zur Erfassung des Metallanteils in der Schmelze sitzen, umgeben ist. Damit die Elektronik für die Sensoren bei einer optimalen Umgebungstemperatur arbeiten kann, ist in dem Trägerelement eine Kühlvorrichtung angeordnet.
Die Druckschrift DE 199 60 717 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum periodischen Abstechen einer Schmelze sowie ein Verfahren zum Betrieben einer derartigen Vorrichtung.
Die Druckschrift EP 0 688 875 B1 beschreibt ein Abstichverfahren für einen Hochofen, bei dem ein Leitungsrohr mit der Außenseite eines Eisenschmelze-Abstichslochs eines Hochofens verbunden wird.
Die Druckschrift JP 10286658 A beschreibt eine Vorrichtung zum Austauschen von Düsen, die in einer Gießwanne innerhalb einer Stranggießanlage angeordnet sind.
Bei anderen, bekannten, Abstichkanälen werden die Abstichkanäle direkt gekühlt, wobei das Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, in den Abstichkanälen bis in das Ofeninnere geführt und weitergeleitet wird, bis in den Bereich der Ofenausmauerung. Im Falle eines Schadens am Abstichkanal kann daher das Kühlmedium in den Ofen eintreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Abstichkanäle im Bereich der Ofenwand eines metallurgischen Ofens zu verbessern, insbesondere deren Standfestigkeit und Standzeit, und die oben genannten Nachteile zu vermeiden. Mit einer verbesserten Ausbildung des Abstichkanals sollen außerdem die notwendigen Wartungsarbeiten vereinfacht und die Sicherheit verbessert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Abstichkanal gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, die Kühlvorrichtung als eine, die Abstich-Steine im Bereich der Ofenwand umschließende, Hülse ausgebildet ist.
Weitere Ausgestaltungen des Abstichkanals ergeben sich aus den diesbezüglichen Unteransprüchen.
Der entscheidende Vorteil des erfindungsgemäßen Abstichkanals liegt darin, dass die Abstich-Steine nicht über die gesamte Länge von der Hülse umgeben sind. Der zum Ofeninneren zeigende Abstich-Stein (bei mehrteiliger Ausführung) bzw. Abstich-Stein-Abschnitt (bei einteiligem Abstich-Stein) ist nicht von der Hülse umgeben. Dieser Abstich-Stein schließt bündig mit der Ausmauerung des Ofens ab.
Bei dem erfindungsgemäßen Abstichkanal wird das Kühlmedium nur von außen in oder auf die Hülse aus Kupfer geleitet. Der Abstichkanal wird indirekt gekühlt, bedingt durch die hohe Wärmeleitfähigkeit der Kupfer-Hülse. Es wird kein Kühlmedium in das Ofeninnere geleitet, da die Kühlkanäle in der Hülse sich nur außerhalb des Ofenmantels befinden.
Durch die Hülse werden die natürlichen Auswaschungen durch heiße Schlacke/Metall etc. minimiert und der Abstichkanal bleibt in der vorkonfigurierten Form erhalten.
Weiterhin wird die Position/Lage des Abstichloches definiert. Die Ausmauerung um das Abstichloch bleibt intakt. Die verbrauchten/verschlissenen Abstich-Steine können leicht entfernt werden.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung, die Hülse, ermöglicht einen einfachen/leichten Einbau der neuen Abstich-Steine, wobei preiswerte Standard-Steinformate verwendet werden können.
Durch die Hülse erfolgt eine intensive Kühlung bis in das Ofeninnere, die die Schmelze schneller erstarren lässt und einen schnelleren und sicheren Zugang zum Abstichloch ermöglicht. Die aufgezeigten Verbesserungen vermeiden bzw. reduzieren die Ofenstillstandszeiten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und der Stand der Technik werden anhand von sehr schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 in geschnittener Seitenansicht einen Abstichkanal in bekannter Ausführung,
2 in geschnittener Draufsicht den Abstichkanal aus 1,
3 in geschnittener Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Abstichkanal und
4 in geschnittener Draufsicht den Abstichkanal aus 3.
In 1 ist ein Abstichkanal 1 in einer bekannten Ausführung dargestellt, der in einem Abstichloch 2 eines Ofens, bestehend aus Ofenwand 3 und Ausmauerung 4, angeordnet ist.
In 2 ist der Abstichkanal 1 aus 1 in geschnittener Draufsicht zu sehen. In der gezeigten Ausführung besteht der Abstichkanal 1 aus mehreren Abstich-Steinen 5, 6, 7, 8. Der Abstich-Stein 1 zeigt zum Ofeninneren und die Abstich-Steine 7, 8 befinden sich außerhalb der Ofenwand 3 und sind von einer Blechkonstruktion 9 zur Stabilisierung umgeben.
3 zeigt den erfindungsgemäßen Abstichkanal 1 in geschnittener Seitenansicht. In einem Abstichloch 2 sind drei Abstich-Steine 10, 11, 12 angeordnet, wobei der in das Ofeninnere zeigende Abstich-Stein 10 bündig mit der Ausmauerung 4 des Ofens abschließt. Der äußere, vom Ofen wegzeigende Abstich-Stein 12 ragt über die Ofenwand 3 des Ofens hinaus. Hierzu ist ein Ansatz 13 an der Ofenwand befestigt, um den Abstich-Stein 12 zu stützen. Im Bereich der Ofenwand 3 werden die Abstich-Steine 11, 12 von einer Kühlvorrichtung in Form einer Hülse 14 umschlossen. Die Hülse 14 schließt an der Außenseite des Ofens mit der Stirnfläche des Abstich-Steins 12 bündig ab. Die Hülse 14 ragt teilweise in die Ausmauerung 4 des Ofens hinein. Wie gezeigt, wird der direkte Bereich an der Ofeninnenwand nicht von der Hülse 14 einbezogen. Beispielsweise wird der letzte in das Ofeninnere zeigende Abstich-Stein 10 nicht von der Hülse umschlossen.
In 4 ist der Abstichkanal 1 in geschnittener Draufsicht dargestellt. Die Hülse 14, die beispielsweise aus massivem Kupfer besteht, ist in ihrem von der Ofenwand 3 nach außen abstehenden Bereich mit einem Kühlkanal 15 versehen, der in der gezeigten Ausbildung ringförmig ausgebildet ist. An den Seitenwänden der Hülse 14 sind Anschlüsse 16, 17 für die Kühlwasserzufuhr und die Kühlwasserabfuhr vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Abstichkanal
2: Abstichloch
3: Ofenwand
4: Ausmauerung
5: Abstich-Stein
6: Abstich-Stein
7: Abstich-Stein
8: Abstich-Stein
9: Blechkonstruktion
10: Abstich-Stein
11: Abstich-Stein
12: Abstich-Stein
13: Ansatz
14: Hülse
15: Kühlkanal
16: Anschluss
17: Anschluss

Claims

Abstichkanal (1) für einen metallurgischen Ofen, insbesondere für einen Elektro-Reduktionsofen, bestehend aus mindestens einem Abstich-Stein (10, 11, 12) und einer als Hülse (14) ausgebildeten Kühlvorrichtung im Bereich der Ofenwand (3), wobei die Hülse (14) den Abstich-Stein (10, 11, 12) zumindest teilweise umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) in ihrem von der Ofenwand (3) nach außen abstehenden Bereich zumindest bereichsweise mit einem umlaufenden Kühlkanal (15) ausgestattet ist.
Abstichkanal (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) aus einem hoch-wärmeleitfähigen Material gebildet ist.
Abstichkanal (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) aus Kupfer gebildet ist.
Abstichkanal (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) einteilig ausgebildet ist.
Abstichkanal (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) mehrteilig ausgebildet ist.
Abstichkanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) mit Anschlüssen (16, 17) für die Zuführung und Ableitung eines Kühlmediums ausgebildet ist.
Abstichkanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) als teilweise in die Ausmauerung (4) des Ofens hineinragend ausgebildet ist.
Abstichkanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) an der Außenseite des Ofens mit der Stirnfläche des Abstich-Steins (12) bündig ausgebildet ist.