DE2654232C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Düsenböden - Google Patents

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.

Für das Verlegen der Bodensteine bei geneigter

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.

Beim Verlegen der Bodensteine aus einer, vorzugs-

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.

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

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)

1. 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. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung des Gefäßbodens in waagerechter Lage der Bodenplatte gemauert wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung des >⁵ Gefäßbodens in senkrechter Lage der Bodenplatte gemauert wird.
4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen bei senkrechtstehender Bodenplatte eingebracht »erden.
5. 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. 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. 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. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagers-'ynen (2) kippbar gelagert und mit einer Arretierung (5) versehen ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagerahmen (2) mit einer Schablone (4) versehen ist
10. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagerahmen mit einem Kippantrieb versehen ist.