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Bessemer- oder Thomaskonverter mit vergrößerter peripherischer Blasfläche
des Blasbodens Die Erfindung betrifft Bessemer- oder Thomaskonverter, die eine vergrößerte
peripherische Blasfläche des Blasbodens mit in unmittelbarer Nähe der zylindrischen
Konverterauskleidung befindlichen Düsen aufweisen.
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Der Verlauf des Blasens wird erfahrungsgemäß oft durch Auswurf aus
dem Hals des Konverters gestört, wenn die Windmenge einen im übrigen während des
Arbeitsganges veränderlichen Grenzwert überschreitet. Der Auswurf ist zum Teil auf
periodische, Schwingungen der Schmelze zurückzuführen.
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Die Erfindung ermöglicht eine Verringerung oder vollständige Beseitigung
dieser Schwingungen.
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In den gebräuchlichen Konvertern hat die von den Winddüsen durchsetzte
Blasfläche stets einen Durchmesser, der kleiner als der maximale Innendurchmesser
des Konverters ist. Man glaubte, daß diese an sich konstruktiv bedingte Anordnung
außerdem den Vorteil hätte, eine zirkulierende Bewegung des Einsatzes, und zwar
in der Mitte von unten nach oben und am Rand von oben nach unten sicherzustellen.
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Die üblichen Konverter weisen daher eine äußere ringförmige Düsenreihe
auf, die von der Wand des Futters weit genug entfernt ist, so daß beispielsweise
die durch diese Düsenreihe begrenzte Kreisfläche im allgemeinen nur 20 bis 40% derjenigen
Kreisfläche beträgt, die von dem freien Querschnitt durch das zylindrische Innenfutter
des Konverters gebildet wird. Man hat wohl versucht, die Verblasbarkeit in den üblichen
Konvertern zu verbessern, aber immer von dem Gedanken ausgehend, daß die zirkulierenden
Strömungen begünstigt werden müssen. Daraus ergab sich die Notwendigkeit, die Strömungen
längs der Wand zum Boden hin zirkulieren zu lassen, ohne daß sie von der an dieser
Stelle durch die Düsen eintretenden Luft behindert wurden.
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Eine Bestätigung für die Richtigkeit dieser Theorie glaubte man darin
zu sehen, daß bei abgenutztem Konverterfutter im allgemeinen leichter als bei einem
neuen Futter geblasen werden kann. Man vermutete, daß die Verbesserung von einer
verstärkten Abwärtszirkulation herrührt, die durch die Zunahme der lichten Weite
der Ausmauerung mit der Abnutzung bedingt ist.
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Im Gegensatz hierzu wird die durch den Verschleiß des Futters hervorgerufene
Verbesserung des Blasens vielmehr durch die gleichzeitige Änderung der folgenden
beiden Faktoren bedingt, deren günstige Wirkungen sich addieren. Zunächst wird durch
den Verschleiß die lichte Weite des Futters vergrößert und damit der Spiegel des
Bades gesenkt. Der Auswurf tritt dann nicht so leicht auf, da ja der Abstand zwischen
dem Badspiegel und der Mündung des Konverters größer wird. Weiter aber nehmen die
mittleren Teile des Futters der Seitenwand durch die Abnutzung eine gerundetere
Form an, so daß die durch die Schwingungen der Schmelze erzeugten Wellen leichter
zum Boden hin zurückgeworfen werden.
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Der klassische Konverter ist daher unzweckmäßig gebaut, denn seine
jetzige Konstruktion begünstigt die periodischen Schwingungen der Schmelze, durch
die eine Drehbewegung hervorgerufen wird, deren Periode in bestimmten Fällen mit
2 Sekunden bestimmt werden konnte. Diese Drehbewegung begünstigt offensichtlich
das Auftreten von Auswurf insofern, als sie den Kamm der sich in dem Bade bildenden
Wellen gefährlich nahe an den Rand des Konverterhalses bringt.
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Zur Vereinfachung der Darstellung sei im folgenden als »lebendige
Zone« die Blasfläche bezeichnet, d. h. also das Gebiet, in dem die Winddüsen enden,
und als »tote Zone« die Fläche, die sich aus der Differenz zwischen der waagerechten
Schnittfläche durch das zylindrische Innenfutter und der »lebendigen« oder Blasfläche
ergibt. Ganz allgemein begünstigt jede »tote Zone« die Instabilität der Richtung
des durch das Metallbad gehenden Windes und erhöht die Amplitude der Badschwingungen.
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Die Erfindung erleichtert und verbessert das Blasen, indem ein von
den Düsen durchsetzter Konverterboden vorgesehen ist, der einschließlich der Mauerfuge
nicht
kleiner ist als der größte zum Boden parallele frei Querschnitt durch das zylindrische
Innenfutter des Konverters im neuen Zustande. Dadurch erfolgt eine merkliche Verbreiterung
des unteren Teiles des Konverters bei unveränderter Gesamthöhe und Halsöffnung.
Diese - Verbreiterung begünstigt das Blasen.
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Konverter mit, beispielsweise ovalem Querschnitt müssen erfindungsgemäß
ebenfalls mit einem ovalen Konverterboden verseheh_ sein, der einschließlich der
Mauerfuge nicht kleiner als der größte freie Querschnitt des Konverters---ist. So
wird Auswurf vermieden, der jedoch darin äüftritt, wenn ovale Konverter mit kreisförmigen
Böden verwendet werden.
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Üblicherweise, d. h. im Falle der klassischen Konverterform mit kreisförmigem
Horizontalschnitt, haben die Konverter einen kreisförmigen Boden von kleinerem Durchmesser
-als dem lichten Durchmesser des Konverters. Der zY'lf@ndrische Teil des Futters
wird dann an den Boden mittels eines glatten oder stufenförmig ausgebildeten Kegelstumpfes
angeschlossen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Bessemer- oder Thomaskonverter, bei
dein der untere Teil des Innenfutters bis zum Boden -hiri zylindrisch verläuft und
kein kegel- oder stufenförmiger Übergang zum Boden vorhanden ist. Das wesentliche
Merkmal dieses Konverters besteht darin, daß der von den Düsen des Windkastens durchsetzte
Boden einschließlich der Mauerfuge nicht kleiner- als der größte, zum Boden parallele
freie Querschnitt durch das zylindrische Innenfutter des Konverters ist und daß.
die üblichen, im Boden am weitesten -außen angeordneten Düsen sich in unmittelbarer
Nähe der Wandung des zylindrischen Innenfutters befinden.
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Gegebenenfalls kann man eine sehr kleine »tote Zone« an der Bauchseite
bestehen lassen, falls das Volumen des Bauches etwas zu klein ist, um die Beschickung
zu fassen, wenn der Konverter gekippt wird. Ein zu kleines Bauchvolumen könnte nämlich
beim Kippen des Konverters die Gefahr eines Verstopfens der auf der Bauchseite liegenden
Düsen mit sich bringen.
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Die am Rande des -Konverterbodens befindlichen Düsen müssen vorzugsweise
so. nahe wie möglich am Innenfutter der unteren Seitenwand des Konverters liegen.
An dieser Stelle -ist der Querschnitt des Konverters vorzugsweise gleich oder nahezu
gleich seinem größten Querschnitt.
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In der Praxis ist der Querschnitt des Konverterbodens fast gleich
dem größten freien Querschnitt des Konverters, vermindert um den Querschnitt der
Fuge, die den Boden vom Innenfutter trennt.
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Da der Konverterboden einen Durchmesser hat, der größer als gewöhnlich
ist, muß man selbstverständlich einen breiteren Windkästen als bei den üblichen
Konvertern vorsehen.
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Wenn man einen Boden mit ziemlich großen Abmessungen verwendet, känn
man bei einer gegebenen Zahl von Düsen den Abstand zwischen zwei benachbarten Düsen
vergrößern und so die Lebensdauer des Bodens günstig beeinflussen. Theoretisch ist
dieser Abstand bei gleichmäßiger Verteilung am größten.
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Nach einer abgeänderten Ausführungsform ermöglicht die Erfindung dadurch
eine Erhöhung der Lebensdauer des Bodens, daß der mittlere Teil keine Düsen aufweist.
Es war nämlich festgestellt worden, daß sich der Boden der Konverter bis zur Form
einer Wanne abnutzte und der Hauptverschleiß dabei in der Mitte stattfand. Dank
der Verbreiterung des Bodens ermöglicht die Erfindung eine Beschränkung dieser Abnutzung
in der Mitte durch den Fortfall der Düsen in diesem Teil unter gleichzeitiger Beibehaltung
eines hinreichenden Abstandes zwischen zwei benachbarten Düsen. Es wurde experimentell
festgestellt, daß ein Umfluß der Schmelze in der Mitte viel weniger schädlich als
ein Umfluß am Rande ist.
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Ebenso kann man nach einer anderen abgeänderten Ausführungsform einen
Boden mit gleichmäßig verteilten Düsen versehen, bei dem aber die Düsen im mittleren
Teil auf eine bestimmte Tiefe, z. B. auf zwei Drittel, von ihrem oberen Rand aus
mittels eines Gemisches von Dol.omit und Teerabgedichtet sind. Der Boden wird so
berechnet, daß die Zahl der nach dieser Abdichtung noch in Betrieb befindlichen
Düsen gleich der optimalen Zahl der Düsen für den betreffenden Konverter ist.
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Wenn der Boden zu verschleißen anfängt, bleiben alle Düsen im mittleren
Teil durch das Dolomit-Teer-Gemisch abgedichtet, so daß der Boden sich dort ziemlich
langsam abnutzt.
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Andererseits hat die Erfahrung gezeigt, daß nach einer bestimmten
Zahl von auf einem und demselben Boden durchgeblasenen Beschickungen bestimmte Düsen
sich verstopfen, entweder weil Metall in sie eingedrungen ist oder weil ihr zu schneller
Verschleiß zu ihrem Abdichten gezwungen hat.
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Am Ende einer Betriebsperiode läuft man also im allgemeinen Gefahr,
nur noch über eine unzureichende Zahl von betriebsfähigen Düsen zu verfügen:, da
bestimmte Düsen sich als verstopft erweisen und man sie nicht wieder benutzen kann.
Gerade dann aber wird bei den Düsen im mittleren Teil, die erfindungsgemäß in ihrem
oberen Teil abgedichtet wurden, dank der Abnutzung der Bodenoberfläche die Abdichtung
automatisch beseitigt. Damit verfügt man wieder über eine fast am optimalen Wert
liegende Zahl von aktiven Düsen.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines Thomaskonverters
gemäß der Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die Symmetrieebene. eines erfindungsgemäßen
Thomaskonverters; Fig.2 ist ein der Fig.1 entsprechender Schnitt eines klassischen
Thomaskonverters, dessen Unterteil gemäß der Erfindung abgeändert ist; Fig. 3 ist
ein schematischer Längsschnitt und zeigt drei übereinandergelegte Profile, nämlich
Profile des klassischen Konverters, des in seinem Unterteil erfindungsgemäß abgeänderten
klassischen Konverters und des erfindungsgemäßen Konverters; Fig. 4 ist ein Schnitt
nach der Linie IV-IV d-er Fig. 1; Fig. 5 ist ein entsprechender Schnitt und zeigt
einen in seinem mittleren Teil nicht mit Düsen ausgestatteten Boden; Fig. 6 ist
ein entsprechender Schnitt und zeigt einen mit einer größeren Anzahl von Düsen versehenen
.Boden, wobei die Düsen des mittleren Teils auf eine bestimmte Tiefe von ihrem oberen
Rand aus abgedichtet sind; Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig.
6.
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Der in Fig. 1 dargestellte Konverter ist mit einem im wesentlichen
zylindrischen Innenfutter 1 ausgekleidet, das von dem mit den Düsen 3 durchsetzten
Boden 2 aus bis zu einer den Zapf enlagerstellen entsprechenden Höhe geht.
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Wie in Fig. 4 erkennbar ist, liegen die am Umfang angeordneten Düsen
3p in unmittelbarer Nähe des
Randes 4 des Bodens 2. Der Abstand
zwischen den äußeren Düsen und dem Rande 4 ist also beträchtlich kleiner als bei
den üblichen Ausführungen.
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Fig. 5 zeigt einen Boden, der mit derselben Zahl von Düsen 3 versehen
ist, die aber hier so angeordnet sind, daß der Boden in seinem mittleren Teil keine
Düsen aufweist.
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Nach der in, den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform weist
der Boden eine größere Zahl von Düsen auf, wobei die Düsen 3 c im mittleren Teil
5 auf eine bestimmte Tiefe, vom oberen Rand des Bodens aus, abgedichtet sind.
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Selbstverständlich liegt der Boden 2 wie üblich oberhalb des Windkastens
6.
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Da der Konverter unten breiter ist als die üblichen Konverter, ist
der Mantel? unten breiter gearbeitet, um das Futter und den Boden richtig zu fassen.
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Fig. 2 stellt einen Konverter von klassischer Bauart dar, dessen unterer
Teil erfindungsgemäß abgeändert ist.
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Der wesentliche Unterschied zwischen den Konvertern der Fig. 1 und
2 besteht darin, daß, für eine und dieselbe Halsöffnung und eine und dieselbe Höhe,
der Konverter der Fig. 1 einen größten Innendurchmesser aufweist, der größer als
der des klassischen Konverters der Fig.2 ist. Daraus ergibt sich ein erhöhtes Konvertervolumen,
was bei gleichbleibender Beschickung ein Senken des Badspiegels und damit eine weitere
Verringerung des Auswurfes hervorruft.
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Die wesentliche Veränderung, die mit einem vorhandenen üblichen Thomaskonv
erter vorzunehmen ist, um ihn erfindungsgemäß umzugestalten, ist die Schaffung einer
vollständig zylindrischen Form des unteren Teiles des neuen Futters, so daß die
vorgesehene Verbreiterung des Bodens zustande kommt.
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Fig. 3 zeigt die Unterschiede zwischen dem Profil 8 des klassischen
Konverters, dem Profil 9 des erfindungsgemäß verbesserten klassischen Konverters
und dem vollständig neuen Profil 10 des erfindungsgemäß gebauten Konverters.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten beiden
Ausführungsformen beschränkt. Diese können verschiedene Abänderungen erfahren, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen. überdies ist die Erfindung auf alle sauren
oder basischen Konverter anwendbar.