DE2229022C3 - Vorrichtung zum getrennten Einfuhren von zumindest zwei besonderen Fluiden in getrennt zu speisende Düsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum getrennten Einführen von zumindest zwei besonderen Fluiden unter Druck in getrennt, doppelt oder mehrfach zu speisende Düsen mit zumindest zwei konzentrischen Rohren, bei der das äußere Rohr jeder Düse durch die Bodenplatte eines Konverters hindurch vor Herstellung dessen Bodens aus feuerfestem Material einsetzbar und von einem hohlzylindrischen, »Hülse« genannten, an der Bodenplatte befestigten Bauteil umgeben ist.

Solche mehrfach zu speisenden Düsen werden vor allem in Einrichtungen für das Raffinieren von Metallen, insbesondere in Konvertern benutzt.

Während langer Zeit hat man bei den Stahlwerk-Konvertern als Blasmittel eine einzige gasförmige Phase benutzt, entweder normale Luii oder mil Sauerstoff angereicherte Luft oder Ch-reiche Mischungen, wie Sauerstoff und Wasserdampf, usw. Die gasförmige eingeblasene Phase wurde »Blaswind« genannt. Sie wurde in zahlreiche Blasformen oder Düsen über einen Windkasten eingeführt, der unter einem verhältnismäßig geringen Druck in der Größenordnung von 2,5 Bar viand. Jeder Strahl des Blaswindes hatte nur eine ein/ige Speisung.

s In jüngerer Zeit sind Ulasdüsen mit doppelter, getrennter Speisung erschienen, die aus zwei konzentrischen Rohren bestehen und in deren mittleres Ruhr ein erstes Fluid eingeblasen wird, das im allgemeinen ein oxydierendes Gas, beispielsweise reiner Sauerstoff, iü oder allenfalls eine Mischung aus mehreren Gasen ist, wahrend am Umfang dieses Rohres ein Kühl- und Schutzfluid eingeführt wird (DLPS 73 536). Diese beiden Fluide werden im allgemeinen unter einem ganz wesentlich höheren Druck als 2,5 Bar eingespeist. Das Vorhandensein von zwei unterschiedlichen Fluiden für getrennte Einspeisung in jedes Düsenrohr und auch der wesentlich höhere Druck dieser Fluide zwingen dazu, den traditionellen Windkasten aufzugeben und spezielle Einblasvorrichtungen zu verwenden, die trotz der hohen benutzten Fluiddrücke gehalten werden können.

So ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt (FR-PS 20 60 004), bei der das äußere Düsenrohr von einem kurzen hülsenförmigen Düsenhalter umgeben ist, der mit der Bodenplatte verschweißt ist. Außerdem ist ein gewinderingförmiges Verriegelungsorgan vorgesehen, das das äußere Düsenrohr am Düsenhalter festhält, ohne es abzuschließen, und eine Abdichtung zwischen einer konischen Fläche eines besonderen, angeschweißten Ansatzes des äußeren Düsenrohres und einer konischen Fläche des Düsenhalters, d. h. zweier metallischer Flächen bewirkt. Ein Abschluß des äußeren Düsenrohres für die Zeit des Transports und Einbaus sowie des Fertigstellens des Konverterbodens vor dem Anbringen des inneren Düsenrohres und dem Blasbetrieb des Konverters ist nicht vorgesehen.

Andererseits sind auf dem Gebiet der Rohrleitungsund Heizungsmontage Anschlußstücke in T- und anderer Form für abzudichtende Metallrohre bekannt (Reuper-Haueis »Der Rohrleitungs- und Heizungsmonteur«, 1954, S. 77, 78, 94), ohne daß in diesem Zusammenhang auf Konverterprobleme und Temperaturen oberhalb 250⁰C eingegangen wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß ihr Einbau in den Konverterboden nach dessen Herstellung sowie der Anschluß der Zuführungsleitungen für die Fluide in einfacherer Weise möglich ist und daß außerdem die Befestigung des äußeren Rohres der Düse an der Bodenplatte des Konverters vor und während der Herstellung und des Brennens des feuerfesten Bodenfutters ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, :S5 daß ein Abschlußstück (22) des unteren Endes des äußeren Rohres (4) auf die Hülse (3) aufschraubbar ist, wobei eine Ringdichtung (5) gegen das äußere Rohr (4) und gegen die Hülse (3) gepreßt wird, um dieses starr in seiner Lage zu halten, und das Abschlußstück (22) außer-1S0 dem als Abstützfläche beim Transport und Einbau des Bodens in den Konverter dient.

Nach einer Weiterbildung der Vorrichtung, bei der von zwei die Düse bildenden Rohren an der Einspeisseite das innere Rohr langer als das es umgebende »5 äußere Rohr ist, ist das innere Rohr über ein Abzweigstück, das der Zuführung des Schutzfluids zu dem äußeren Rohr dient, mittels Innenbundmuttern und Ringdichtungen an das äußere Rohr angeschlossen.

Vorzugsweise weist ein gebogenes Anschlußstück, welches das innere Rohr mit Fluid speist, einen Ansatz in der Achse der Düse auf, welcher eine durch eine lösbare Verschlußkappe verschlossene Zugangsöffnung aufweist, die es gestattet, während des Betriebs eine ^s Überwachung der restlichen Länge des Innenrohres der Düse durchzuführen. Dabei besteht diese lösbare Verschlußklappe zweckmäßig aus einem Schauöffnungshalter, der ein durchsichtiges Teil enthält.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht also vor, daß vor und während der Herstellung und des Brennens des feuerfesten Bodenfutters das äußere Rohr der Düse, das durch die Hülse hindurchführen soll, an ihrem unteren Ende durch eine Abdichtung in Form eines Schraubverschlußdeckels abge- ss schlossen ist, wobei eine der Ringdichtiingen zusammengedrückt wird. Durch die Hülse und den Schraubverschluß wird das äußere Rohr in d'.c exakte Lage gebracht und in dieser gehalten.

Ein Vorteil der Erfindung ist, daß sie ein leichtes Einbauen aller die Düse bildenden Rohre gestattet, mit Ausnahme des äußeren Rohres; die zusätzlichen Rohre können nach dem Fertigstellen und Brennen des feuerfesten Materials in den Konverterboden eingebaut werden, also kurz vor der Inbetriebnahme des bereits in den Konverter eingebauten Futterbodens. Das äußere Rohr ist mit Schikanen versehen, die das Gleiten oder Herausreißen dieses Rohres aus der Dolomitauskleidung unterbinden und auch Leckströmungen der peripheren Schutzflüssigkeit durch den feuerfesten Boden längs der Rohre in den Bereich außerhalb des Konverters verhindern.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Kontrolle der verbleibenden Länge der Düse zwischen zwei Chargen des Konverters im Betrieb leicht möglich ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun ein spezielles Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Speisen einer doppelt, getrennt speisbaren Düse eines Konverters beschrieben, bei der ein zentrales Rohr reinen Sauerstoff oder irgendein oxydierendes Gas führen kann und das äußere Rohr mit Heizöl oder irgendeiner anderen Schutzflüssigkeit zu speisen ist

Eine derartige doppelt gespeiste Düse soll bei dem vorliegenden Beispiel in einen Konverterboden eingebaut sein, der aus einem Futter aus üblichem feuerfestem Material, wie imit Teer gebundenem, gestampftem oder vibriertem Dolomit besteht.

Die Beschreibung nimmt Bezug aui die Zeichnung, in der zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Axialschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, betriebsbereit,

F i g. 2 einen äußeren Abschluß des äußeren Rohres der Vorrichtung während der Fertigstellung des Bodenfutters.

Vor dem Herstellen und Brennen des Bodenfutters aus teergebundenem Dolomit bringt man zunächst nur das äußere Rohr jeder Düse an die Einbauslelle, das ai, seinem unteren Ende mit einem provisorischen Abdichtungsverschluß versehen wird, der besonders hierfür gestaltet und während des Hersteilens und des Brennens des BodenfuUers des Konverters verwendet wird. Dieser Verschluß ist in der F i g. 2 am unteren Ende des äußeren Rohres angebracht.

Zunächst wird die betriebsbereite Vorrichtung nach F i g. 1 beschrieben, dann soll der stufenweise Einbau vor und während der Ht rstellung des Bodenfutters aus mit Teer gebundenem Dolomit unter Bezugnahme auf F i g. 2 erläutert werden.

In der F i g. 1 erkennt man, daß an der Bodenplatte 1, welche das Bodenfutter 7 aus Dolomit mit Teer trägt, ein Bauteil 3 in Form einer dickwandigen Hülse geringer Länge sitzt, die mit einem Außengewinde versehen ist, mit dem sie in die Platte 1 eingeschraubt ist, aber aus dieser noch herausragt. Der herausragende Teil des Außengewindes nimmt eine Mutter 6 auf, die einen Innenbund hat, mit dem sie durch Aufschrauben die Ringdichtung 5 axial gegen das Gnde der Hülse zusammenpreßt. Diese Ringdichtung 5 verhindert das Rückwärtsheraustreten von Leckströmungen, die von der Mündung der Düse kommen und zwischen der Hülse 3 und dem Rohr 4 hindurchtreten könnten.

F.ine zweite Ringdichtung 7, die nahe dem unteren Ende des Rohres 4 auf diesem sitzt, also in Richtung der Strömung der Fluide gesehen vor der Dichtung 5, ist ebenfalls als Ring um das Rohr 4 herum angeordnet. Diese Dichtung wird durch Aufschrauben der lnnenbundmuiier 8 auf das Gewindeende 9 des Abzweigstücks 10 als Einspeisbuchse zwischen dem Mutterbund und dem Ende dieser Buchse zusammengepreßt. Die Dichtung 7 verhindert Leckströmungen der am Umfang zugeführten Schutzflüssigkeit, die zwischen dem Rohr 4 und dem Gewindeende 9 des Abzweigslücks 10 der Einspeisvorrichtung austreten könnten. Außerdem verbindet die Dichtung das Abzweigstück 10 mit dem Rohr 4 kraftschlüssig und widersetzt sich jedem Abreißen des AbzweigstiJcks 10.

Dieses Abzweigstück 10 ist um das innere Rohr 11 herum angeordnet, durch das reiner Sauerstoff eingeblasen wird und das aus Kupfer besteht. Das Abzweigstück 10 wird mit Schutzflüssigkeit durch einen seitlichen Anschluß 12 gespeist, der mit einem Verbindungsstutzen 13 an die Leitung 14 für die Zufuhr der Schutzflüssigkeit angeschlossen ist.

Das Abzweigstück 10 hat einen zweiten axialen Gewindeansatz 15, auf den die Innenbundmutter 16 aufschraubbar ist, um eine dritte Ringdichtung 17 zusammenzupressen, die um das mit Sauerstoff gespeiste Rohr 11 angeordnet ist. Diese Dichtung 17 verhindert Leckströmungen der Flüssigkeit zwischen dem Rohr 11 und dem Ansatz 15 des Abzweigstücks 10 sowie gleichzeitig das Herausreißen des Rohres 11 aus dem Abzweigstück 10.

Die Mutter 18 wird auf das Ende des Rohres 11 dichtend aufgeschraubt, sie verbindet so das Rohr 11 mit seiner Sauerstoff-Speiseleitung 19 über ein gebogenes Anschlußstück 20. Dieses ist mit einem gerade durchgehenden Anschluß versehen, der durch eine lösbare Verschlußkappe 21 abgeschlossen ist. In dieser Verschlußkappe befindet sich am Ende eine durch durchsichtiges Material abgeschlossene Schauöffnung, die in der Figur nicht zu sehen ist. Zwischen zwei Chargen kann man — falls gewünscht — durch unmittelbaren Einblick durch die Schauöffnung den Zustand des zentralen Rohres 11 der Düse überprüfen. Man kann außerdem von Zeit zu Zeit zwischen zwei Chargen die Verschlußkappe 21 abschrauben, um die verbleibende Länge des zentralen Rohres 11 der Düse mit Hilfe einer geraden, an ihrem Ende rechtwinklig abgebogenen Stange zu überprüfen.

Das innere Rohr 11 ist weiterhin an seiner Außenseite mit an sich aus der FR-PS 2 050 250 bekannten speziellen Vorsprüngen oder »Warzen« in Künferanordnung versehen, die in der F i g. 1 nicht dargestellt sind. Diese Vorsprünge haben sämtlich die gleiche Vorsprunghöhe, so daß sie durch ihre Berührung mit der

Innenwand des äußeren Rohres 4 die gute Zentrierung des Rohres 11 innerhalb des Rohres 4 gewährleisten; sie bilden jedoch keine wesentliche Unstetigkeit in dem Fluß der Schutzflüssigkeit innerhalb des peripheren Ringraumes zwischen den Rohren.

Das äußere Rohr 4 ist in seinem über die Bodenplatte 1 herausragenden Abschnitt außen mit mehreren Ringscheiben versehen, die Schikanen bilden; sie sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Diese Ringscheiben dienen dazu, das Herausreißen des Rohres 4 aus der ι ο Dolomitfuttermasse 2 zu verhindern und sich auch dem Rückwärtsherausströmen von Schutzflüssigkeit längs der äußeren Oberfläche des Rohres 4 zu widersetzen.

In der F i g. 2 ist nur derjenige Teil der Vorrichtung gezeigt, der vor und während der Herstellung und des Brennens des aus Dolomit und Teer bestehenden Bodenfutters des Konverters benutzt wird. Vor der Herstellung des Dolomit-Bodenfutters wird der hervorspringende Teil der Gewindehülse 3 mit dem Abschlußstück 22 versehen, der die Ringdichtung 5 gegen die jo Hülse 3 und das Rohr 4 preßt. Das Abschlußstück 22 hat einen vollen Kopf. Es ist im Gegenstaz zu der Mutter 6 nach F i g. 1, die die Stelle des Abschlußstückes 22 annimmt, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, ein vollständiger Abschluß.

Nach Aufschrauben des Abschlußstückes 22 auf die Hülse 3 wird das Rohr 4 mit leichter Reibung bzw. einem kleinen Spiel in die Hülse 3 von oben her eingeschoben. Dieses Rohr 4 besteht bei dem zu beschreibenden Beispiel aus normalem Stahl.

Die gesamte Baugruppe, die aus der Hülse 3, der Dichtung 5 und dem Abschlußstück 22 besieht, macht es einerseits möglich, das Rohr 4 mit Genauigkeit in seine vorgesehene Stellung zu bringen, wobei das Abschlußstück 22 außerdem als Anschlag wirkt; außerdem wird das Rohr 4 relativ steif senkrecht festgehalten, während der gesamten Zeit des Einbringens der Dolomitmasse, ihrer Vibration und des Brennens des Bodenfutters.

An dem oberen Ende des Rohres 4 an der Innenseite des Konverters schützt ein einfacher Abschlußstopfen, der in F i g. 2 nicht dargestellt ist, das Rohr 4 gegen jedes Eindringen von Fremdmaterial, wie beispielsweise Teer, von oben.

Nach Fertigstellen und Brennen des feuerfesten Bodenfutters wird das Rohr 4 an seinen beiden Enden frei gemacht. Infolgedessen wird das Abschlußstück 22 abgeschraubt und weggenommen. Man ersetzt es durch die Mutter 6 der F i g. 1. Anschließend wird in das au ßere Rohr 4 das zentrale Rohr 11 mit aufgesetzten Teilen 7, 8, 19. 15, 16 und 17 gemäß F i g. 1 eingeführt Dann zieht man die Muttern 8 und 6 nach ihrem ein wandfreien lnstellungbringen an, man verbindet die durch das Abzweigstück 10 gebildete Ringspeisekam mer mit der Zuleitung 14 für die Schutzflüssigkeit, di( von einer speziellen, nur eine Düse speisenden Pumpt geliefert wird, und man verbindet das zentrale Rohr 11 mit der Zuleitung 19 für die Speisung des Rohres mi Sauerstoff. Die Vorrichtung ist dann betriebsfertig, wii in F i g. 1 dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum getrennten Einführen von zumindest zwei besonderen Fluiden unter Druck in getrennt, doppelt oder mehrfach zu speisende Düsen mit zumindest zwei konzentrischen Rohren, bei der das äußere Rohr (4) jeder Düse durch die Bodenplatte (1) eines Konverters hindurch vor Herstellung dessen Bodens (2) aus feuerfestem Material einsetzbar und von einem hohlzylindrischen, »Hülse« genannten, an der Bodenplatte befestigten Bauteil umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschlußstück (22) des unteren Endes des äußeren Rohres (4) auf die Hülse (3) aufschraubbar ist, wobei eine Ringdichtung (5) gegen das äußere Rohr (4) und gegen die Hülse (3) gepreßt wird, um dieses starr in seiner Lage zu halten, und das Abschlußstück (22) außerdem als Abstützfläche beim Transport und Einbau des Bodens in den Konverter dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der von zwei die Düse bildenden Rohren an der Einspeisseile das innere Rohr länger als das es umgebende äußere Rohr ist, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (11) über ein Abzweigstück (10), das der Zuführung des Schutzfluids zu dem äußeren Rohr (4) dient, mittels Innenbundmuttern (8, 16) und Ringdichtungen (7, 17) an das äußere Rohr (4) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gebogenes Anschlußstück (20), welches das innere Rohr (U) mit Fluid speist, einen Ansatz in der Achse der Düse aufweist, welcher eine durch eine lösbare Verschlußkappe (21) verschlossene Zugangsöffnung aufweist, die es gestattet, während des Betriebs eine Überwachung der restlichen Länge des Innenrohres der Düse durchzuführen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Verschlußkappe (21) aus einem Schauölfnungshalter besteht, der ein durchsichtiges Teil enthält.