DE2654232C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Düsenböden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von DüsenbödenInfo
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Description
45
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Düsenböden für
Sauerstoffdurchblas-Konverter mit Mantelgasdüsen.
Beim Sauerstoffdurchblas-Verfahren kommen Düsen M
aus konzentrischen Rohren zur Verwendung, durch deren Innenrohr Sauerstoff und durch deren Außenrohr
bzw. Ringspalt zwischen den Rohren ein Schutzmedium in die Schmelze eingeblasen wird. Bekannt sind auch
Düsen aus mehr als zwei konzentrischen Rohren; so beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift 23 24 086
eine Düse, bei der das Innen- und das Außenrohr axial verschiebbar jeweils mit Abstand in mindestens einem
Mantelrohr angeordnet sind. Schwierigkeiten beim Herstellen von mit solchen Düsen versehenen Konverterböden
ergeben sich häufig bezüglich eines dichten und festen Einfügens der Düsen in die feuerfeste
Zustellung. Ein einfacher Weg, die Düsen in die feuerfeste Zustellung einzubetten und an das übliche
Mauerwerk anzuschließen, besteht darin, die Düsen mit einer feuerfesten Masse umzustampfen oder zu
umgießen. Dies besitzt zwar den Vorteil einer einfachen Anwendung, jedoch steht meistens keine hinreichend
plastische feuerfeste Masse zur Verfügung, die eine ähnlich gute Haltbarkeit aufweist wie feuerfeste Steine,
mit denen metallurgische Gefäße üblicherweise zugestellt sind.
Bekannt ist aus der deutschen Patentschrift 30 634 auch ein Verfahren zum Herstellen eines Bodens für
einen Bessemer-Konverter, bei dem zunächst der Boden aufgestampt und alsdann in den Boden die einzelnen
Düsenkanäle eingestochen oder eingebohrt werden. Dieses Verfahren eignet sich schon deswegen nicht zum
Herstellen von Böden für nach dem Sauerstoffdurchblas-Verfahren
arbeitende Konverter, weil die Haltbarkeit der bekannten Stampfmassen unzureichend ist
Dem kommt insofern eine wesentliche Bedeutung zu, als das Bestreben dahingeht, die Bodenhaltbarkeit nach
Möglichkeit der Futterhaltbarkeit des Konverters anzupassen, so daß während einer Konverterreise ein
Bodenwechsel nicht mehr erforderlich ist
Bei einem anderen bekannten Verfahren dienen Formsteine dazu, die Düsenrohre zu umkleiden und dem
Restmauerwerk anzupassen.
Insbesondere bei höheren Temperaturen und starker Beanspruchung durch die Schmelze bzw. Schlacke, z. B.
in Stahlbehandlungsgefäßen wie Konverter zum Herstellen von Stahl, werden nahezu ausschließlich
Formsteine für die Zustellung der Düsenumgebung eingesetzt Die Düse.numgebung soll bei dieser Zustellung
möglichst gleichmäßig mit der gesamten Bodenmauerung verschleißen.
Es sind eine Reihe von Formsteinen bekannt, die es erlauben, die meistens rohrförmigen Düsen dicht zu
umschließen. Die äußeren rechteckigen Abmessungen dieser Formsteine gewährleisten eine gute Anpassung
an die Steinlagen der Gefäßausmauerung. Ebenfalls sind aus der DE-PS 25 22 036 Formsteine bekannt, mit denen
schrägverlaufende Düsen dem Restmauerwerk angepaßt werden können.
Die genannten Verfahren, die Düsen einer Gefäßausmauerung anzupassen, haben jedoch auch zu einer
Reihe von Nachteilen geführt Während der Einsatz von Feuerfest-Massen zu einem voreilenden Verschleiß
führt, erfordert die Anpassung der Formsteine an das Gefäßfutter einen zusätzlichen Aufwand hinsichtlich der
Einbauzeit und des fugenfreien Verlegens zum umgebenden Steinverband. Die unvermeidlichen Änderungen
in der Einbaulage der Düsenrohre aufgrund von Verformungen in der Blechwandung der Metallbehandlungsgefäße,
erschweren naturgemäß den Einbau von Düsenformsleinen.
Mit Verformungen der Metallkonstruktion, durch die normalerweise die Düsen in der gewünschten Lage
fixiert werden, ist bei den Metallbehandlungsgefäßen schon aufgrund der Betriebstemperatur zu rechnen.
Beispielsweise verziehen sich nach längerem Gebrauch die Bodenplatten der nach dem Sauerstoffdurchblas-Verfahren
arbeitenden Stahlkonverter, bei denen über Düsen im Konverterboden Frischsauerstoff und ein
Schutzmedium durch die Schmelze geblasen werden. Je nach der Konvertergröße befinden sich nach einem
bestimmten Schema etwa 8 bis 20 zum Teil geneigte Düsen im Konverterboden, Die Düsen sind durch
Flansche fixiert Auf der Bodenplatte wird anschließend die feuerfeste Zustellung aus Düsenformsteinen und
handelsüblichen Steinen verlegt. Mit zunehmender Einsatzzeit unterliegt jedoch die Bodenplatte Verformungen,
mit denen in gewissen Grenzen auch eine Veränderung der Düsenlage verbunden ist. Bei einer
feuerfesten Zustellung auf einer verzogenen Bodenplat-
te sind erhebliche Ausricht- und Schneidarbeiten »n den
Steinen erforderlich, «m den gesamten Boden mit den erforderlichen, engen Steinfugen herzustellen.
Per Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden, die Vorteile
einer kompletten Bodenzustellung aus feuerfesten Steinen beizubehalten und insbesondere ein Verfahren
zu schaffen, das eine wirtschaftliche Steinzustellung der Böden mit engen Fugen gewährleistet und gleichzeitig
einer präzisen Anpassung der Steinausmauerung an die Düsen unter Berücksichtigung der sich verändernden
Düseneinbaulage, Rechnung trägt
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß auf eine Bodenplatte eine Zustellung aus lochfreien feuerfesten
Steinen aufgemauert und nach Fertigstellung der Zustellung Kanäle für die Düsen in an sich bekannter
Weise gebohrt werden.
Zum Verlegen der Bodenzustellung befindet sich die Bodenplatte in einem Montagegerüst Die Bodenplatte
kann dabei waagerecht angeordnet sein und das Mauerwerk wird ein- oder mehrschichtig auf die
Bodenplatte gesetzt Dies kann auch ohn.-; Mörtel geschehen. Um hohe Festigkeiten der Bodenzustellung
zu erzielen, ist die Verwendung eines organischen Zwei-Komponenten-Klebers, mit einem üblichen Fülleranteil
von 70% auf der Basis des verwendeten Steinmaterial, mit Erfolg praktiziert worden. Beispielsweise
wird beim Verlegen von Magnesitsteinen dem organischen Zwei-Komponenten-Kleber ein Magnesitmehl
als Füller zugesetzt Der Füller besitzt normalerweise einen höheren Rußmittelanteil als das Steinmateria!
selbst, um nach dein Verflüchtigen der organischen
Bestandteile des Mörtels möglichst frühzeitig eine keramische Verfestigung zu bewirken.
Nach dem Fertigstellen der Bodenzustellung und einem etwaigen Aushärten des Mörtels werden die
Düsenkanäle eingebracht Bei waagerechter Bodenplatte wird die Bohrmaschine unter der Bodenplatte an den
Düsenflanschen befestigt um eine präzise Führung des Bohrers in der gewünschten Düsenrichtung sicherzustellen.
Wenn die Bohrmaschine mit Preßluftkühlung arbeitet, fördert die Preßluft gleichzeitig das Bohrmehl
aus der Düsenkanalbohrung. Als Bohrer haben sich Hohlbohrer mit Diamant- bzw. Hartmetallbesatz
bewährt Da diese Bohrer ein Ziehen der Bohrkerne und damit einen zusätzlichen Arbeitsgang erforderlich
machen, werden vorzugsweise Vollbohrkronen mit Diamantbesatz und insbesondere mit Hartmetallschneiden
eingesetzt.
Das Bohren erfolgt bei waagerechter Bodenplatte im wesentlichen senkrecht d. h. von unten nach oben. Bei
geneigten Düsenkanälen weicht die Bohrrichtung von der Senkrechten ab. Beim Bohren verbleibt die
Bodenplatte mit der Zustellung auf dem Montagerahmen oder wird auf einen Montagerahmen gebracht, der
die nötige Bodenfreiheit aufweist und Ober Sicherheitsvorrichtungen verfügt
Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als vorteilhaft herausgestellt die Bodenplatte
sowohl zum Verlegen der Bodensteine als auch zum Bohren der Düsenkanäle geneigt aufzustellen. Dazu
wird die Bodenplatte zunächst in einem Montagerahmen mit einer Kippvorrichtung befestigt, die das
Drehen der Bodenplatte aus der Waagerechten bis in die Senkrechte erlaubt Eine Arretierung am Montagerahmen
hält den Boden in der gewünschten Arbeitsposition und sichert die beweglichen Teile, d. h. den
Montagerahmen und die Bodenplatte, gegen jegliches Verrutschen, Als Antrieb for den Montagerahmen
können Hydraulikzylinder oder Elektromotore mit vorgeschaltetem Getriebe dienen. Als völlig ausreichender
und kostengünstiger Antrieb des Montagerahmens hat sich üblicherweise vorhandenes Hebezeug, wie z, B.
mobile Kräne, insbesondere Hallenkräne, erwiesen.
Ein Montagerahmen ohne eigenen Antrieb, der mit einem Hebezeug, beispielsweise, einem Hallenkran, in
die gewünschte Position verschwenkt wird, erfordert
to lediglich eine entsprechende Arretierung, z. B. Bolzen,
Keile oder Abstützstempel, um den Rahmen mit der Bodenplatte in der gewünschten Position zu halten und
zu sichern.
Bodenplatte verfügt der Montagerahmen über eine Schablone, die der Außenkontur des Bodens entspricht
Diese Schablone besteht im wesentlichen aus einem stabilen, halbkreisförmig gebogenem Blech, das senkrecht
auf der Bodenplatte steht Die Schablone kann ihrem Zweck entsprechend auch anders gestaltet sein,
beispielsweise kann sie aus einem kleineren Teilkreisbogen bestehen, oder aus einem Gitter anstatt Blech
hergestellt sein. Erfindungsgemäß kann diese Schablone mit dem Kipprahmen eine Einheit bilden.
In der Schablone werden die Steine verlegt Diese Technik bringt für die Zustellung des Bodens den
Vorteil mit sich, auf einfache Weise nahezu fugenfrei, & h. mit Fugen minimaler Abmessung, zu arbeiten. Die
einzelnen Steine stehen nicht mehr auf der Bodenplatte, wie bei waagerechter Bodenplatte, und brauchen daher
zur Erzielung enger Fugen nicht aneinandergedrückt zu werden, sondern sie fügen sich bei geneigter Bodenplatte
von beispielsweise 60° unter dem Einfluß der Schwerkraft eng aneinander. Gleichzeitig ergibt sich für
das Bohren der Düsenkanäle auf der Flanschseite der Bodenplatte ein genügender Arbeitsraum für die
Bohrmannschaft und die Bohrmaschine.
Als besonders vorteilhaft hat sich das Zustellen und Bohren bei senkrechter Bodenplatte erwiesen. Bei
dieser Stellung der Bodenplatte lassen sich die beschriebenen Vorteile der geneigten Bodenplatte sehr
günstig realisieren. Darüber hinaus ergaben sich weitere Verbesserungen beim Aufstellen und Arretieren der
Bodenplatte, beim Verlegen der Steine und dem Bohren der Düsenkanäle.
Beim Aufrichten der Bodenplatte, beispielsweise mit einem Hallenkran, ist es auf einfache Weise möglich, den
Montagerahmen mit der Bodenplatte und Mauerungsschablone bis zu einem Anschlag in die senkrechte
so Position zu fahren. Die Verriegelung des Montagerahmens, einschließlich des Bodens, läßt sich in dieser
Position ebenfalls problemlos bewerkstelligen, beispielsweise durch das Einlegen von Keilen in Gegenstücke
am Lagerbock und Montagerahmen, Entfernen der Drehpunktauflage und Absenken des Rahmens in
ein entsprechendes Arretierstück für den Drehzapfen oder durch Anheben des Rahmens beim Hochfahren
und Einlegen von Auflageböcken.
weise zwei, jedoch auch mehreren Steinschichten, bietet die senkrechte Bödenplättenstellüng besondere Vorzüge.
Die Bodensteine werden dann nämlich waagerecht verlegt. Dies erlaubt eine gute Kontrolle und sichere
Verlegung mit engen Fugen. Hilfsvorrichtungen, beispielsweise Montag-aühnen für die Arbeitskräfte und
das Material, lassen sich nahe an den Verlegeort heranführen, und somit trägt die senkrechte Bodenplattenanordnung
zur Verkürzung der Zustellzeit bei,
erleichtert die Verlegearbeit und fördert die Arbeitssicherheit.
Das Bohren der Düsenkanäle erfolgt bei senkrechter Bodenplatte ungefähr in waagerechter Richtung bzw.
um die Düsenneigung von der Horizontalen abweichend. Diese Lage der Bodenplatte vereinfacht die
Bohrarbeiten erheblich; die aufzuwendende Arbeitszeit ist gegenüber der Bohrerstellung in senkrechter Lage
kürzer und damit der gesamte Bohrvorgang wirtschaftlicher. Es lassen sich Arbeitsbühnen für die Bohrmannschaft
und insbesondere ein Hilfskran zur Manipulation der Bohrmaschine einsetzen.
Das erdndungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens werden nachfolgend anhand einer Prinzipzeichnung und eines
Beispiels des näheren erläutert. Die Zeichnung zeigt:
in srhematischer Darstellung die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Zustellung eines Bodens für einen SG-i-Sauersiuf'uUichbias-Konverter mit zehn schrägverlaufenden Bodendüsen.
in srhematischer Darstellung die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Zustellung eines Bodens für einen SG-i-Sauersiuf'uUichbias-Konverter mit zehn schrägverlaufenden Bodendüsen.
Eine Bodenplatte 1 wird zunächst in einem Montagerahmen 2 in waagerechter Position befestigt. Die
waagerechte Lage ist in der Zeichnung gestrichelt angedeutet. Danach wird mit einem nicht dargestellten
Hallenkran, der in eine öse 3 eingreift, der Montagerahmen 2 mit der Bodenplatte 1 und einer Mauerungsschablone
4 in eine senkrechte Lage gekippt und in dieser Lage durch die Arretierung 5 gehalten. Das Zusammenwirken
der Arretierung 5 und einer Auflage 6 am Montagerahmen, heben in der senkrechten Position der
Bodenplatte 1 einen Lagerzapfen 7 aus seinem Lager 8. Demzufolge ergibt sich einmal eine genau justierte
Stellung der Bodenplatte 1 in senkrechter Richtung und zum anderen eine gesicherte Standposition, die ein
unbeabsichtigtes Verrutschen des Rahmens 2 der Bodenplatte 1 und der Schablone 4 ausschließt.
Beim Absenken des Montagerahmens nach der Fertigstellung des Bodens einschließlich der Düsen, wird
die Arretierung 5 entfernt. Dazu muß der Hallenkran zunächst den Boden geringfügig anheben. Beim
nachfolgenden Absenken des Montagerahmens gelangt der Drehzapfen 7 in sein Lager 8 zurück, und wird durch
die Auflage 6 eine Neigung des Rahmens in die gewünschte Absenkrichtung sichergestellt. Damit wird
auf einfache Weise ein unbeabsichtigtes Drehen des Rahmens in die falsche Richtung vermieden.
Sobald sich die Bodenplatte in der arretierten, senkrechten Stellung befindet, beginnt das Verlegen der
Steine 19 im dargestellten Fall als zweischichtiges Mauerwerk mit verhandähnlicher Überlappung in der
Bodenmitte. Die Schablone 4 dient dabei als Montagegehilfe und Begrenzung der Bodenaußenkontur. Es hat
sich in der Praxis als zweckmäßig erwiesen, die unteren, aus bis zu 10 Steinen bestehenden Steinlagen beim
Zustellen in senkrechter Bodenplattenposition ganz oder teilweise wegzulassen und sie erst später, nach
Fertigstellung des Bodens, und Entfernen aus dem Rahmen hinzuzufügen. Diese Maßnahme bringt den
Vorteil mit sich, daß die Ausmauerung auf einer waagerechten, d. h. zur Bodenplatte senkrecht verlaufenden
Montageplatte in der Schablone beginnt und damit optimale Anfangsbedingungen für die Bodenzustellung
mit engen Fugen gegeben sind.
ίο Die Bodensteine in diesem Beispiel sind 500 mm und
425 mm lang mit einem Querschnitt von 100 * 150 mm und bestehen aus eisenarmem, teergebundtnem, getempertem
Magnesit. Für den gesamten Boden mit 2,5 m Durchmesser sind 15 t Steine erforderlich. Die Steine
werden mit einem organischen Zweikomponenten-Kleber, der etwa 70% Magnesitmehl als Füller enthält,
zusammengeklebt. Nach Abbinden des Klebers besitzt die Bodenzustellung eine hohe Festigkeit und dich·..
rügen. Die BütjcüEüSicüung beäiiii däiiii lieh Ciiarakier
eines monolithischen Blockes.
Die Zustellungsarbeiten dauern etwa zehn Stunden, nach einer Aushärtezeit für den Kleber von etwa zehn
Stunden beginnt das Bohren der Düsenkanäle 9. Dazu wird eine Bohrmaschine 10 mit einem Hilfskran 11 an
einen Düsenflansch 12 der Bodenplatte 1 herangeführt. Das Bohrgerät verfügt über einen entsprechenden
Gegenflansch 13, der mit dem Düsenflansch 12 verschrauv-i wird. Dadurch ist sichergestellt, daß die
Bohrung 9 axial genau mit den später zu montierenden
jo Düsenrohren fluchtet Eine Hartmetallvollbohrkrone 14
verfügt über eine Preßluftkühlung, deren Zuleitung nicht dargestellt ist Das BohrmeWI wird durch eine
Leitung IS im Preßluftstrom abgeführt und in einem Zyklon 16 abgeschieden. Die Bohrzeit für einen
j5 Düsenkanal beträgt etwa 5 Minuten.
Nachdem die zehn Düsenkanäle gebohrt sind, werden die Düsenrohe 17 mit dem Kalkverteiler 18 einschließlich
aller Zuführungs- und Versorgungsleitungen, am Boden montiert. Sobald der Boden, einschließlich der
Düsen und der zugehörigen Versorgungsleitungen, fertiggestellt ist, wird er in die Waagerechte zurückgeschwenkt
und ist, nach Komplettierung der Steine im unteren Bodenabschnitt, fertig.
Es liegt im Sinne der Erfindung, die feuerfeste Zustellung des Bodens direkt im Frischgefäß, beispielsweise im Korverter, zu erstellen und die Düsenkanäle ebenfalls bei am Frischgefäß montierter Bodenplatte zu bohren. Diese Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere dann vorteilhaft wenn die
Es liegt im Sinne der Erfindung, die feuerfeste Zustellung des Bodens direkt im Frischgefäß, beispielsweise im Korverter, zu erstellen und die Düsenkanäle ebenfalls bei am Frischgefäß montierter Bodenplatte zu bohren. Diese Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere dann vorteilhaft wenn die
so Bodenzustellung gleichmäßig mit der feuerfesten Zustellung des Metallbehandlungsgefäßes verschiebt
und dadurch ein Bodenwechsel überflüssig wird, so daß die gesamte Korverterzustellung in einem Zuge erstellt
werden kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
- Patentansprüche:J, Verfahren zum Herstellen von Dflsenböden for Sauerstoffdurchblas-Konverter mit MantelgasdQ-sen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zustellung aus lochlosen feuerfesten Steinen auf die Bodenplatte aufgemauert wird und die Kanäle für die Düsen in an sich bekannter Weise gebohrt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung des Gefäßbodens in waagerechter Lage der Bodenplatte gemauert wird.
- 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung des >5 Gefäßbodens in senkrechter Lage der Bodenplatte gemauert wird.
- 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen bei senkrechtstehender Bodenplatte eingebracht »erden.
- 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bohren der Düsenkanäle die Bohrmaschine an Düsenflanschen der Bodenplatte befestigt wird.
- 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenkanäle mit Diamantvollbohrkronen, Diamant- und Hartmetall-Hohlbohrern gebohrt werden.
- 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens M nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die liodenplatte (1) auf einem Montagerahmen (2) befestigt ist
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagers-'ynen (2) kippbar gelagert und mit einer Arretierung (5) versehen ist.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagerahmen (2) mit einer Schablone (4) versehen ist
- 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagerahmen mit einem Kippantrieb versehen ist.
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