DE4211593C2

DE4211593C2 - Vorrichtung zum Verschließen des Abstichloches eines kippbaren Konverters

Info

Publication number: DE4211593C2
Application number: DE19924211593
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Stilkerieg Berthold Dipl-Ing 56651 Niederziss
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2012-04-08
Also published as: CA2082836A1; DE9215646U1; DE4211593A1; CA2082836C

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen des Abstichloches eines kippbaren Konverters mit einem Ver schlußstopfen, der aus einem Kern aus hitzefester Masse, einem zum Konverter inneren weisenden, beim Auftreffen von flüssigem Stahl schmelzenden Stirnblech sowie einem Setzgerät besteht, über das der zylinderförmige Kern mit dem Stirnblech in das Abstichloch einführbar und darin zwischen Stirnblech und einer dem Setzgerät zuge ordneten Grundplatte gegen die Wandung verformbar ist.

Kippbare Konverter besitzen an geeigneter Stelle in der Konverterwand oberhalb des Badspiegels eine Auslauföffnung, das sogenannte Abstichloch zur Überführung des flüssigen Stahls in die Abstichpfanne. Zum Entleeren wird der Konverter in eine solche Position gekippt, daß der Stahl durch das Ab stichloch in die nachgeschaltete Pfanne gelangt. Da auf der Metallschmelze stets spezifisch leichtere Schlacke unter schiedlicher Viskosität aufliegt, gelangt diese während des Kippvorganges zuerst in das Abstichloch und somit mehr oder weniger große Mengen Vorlaufschlacke in die Abstichpfanne. Für zahlreiche nachfolgende metallurgische Prozesse ist das Vorhandensein von sauerstoffreicher und häufig mit Phosphor oder Schwefel angereicherter Schlacke von Nachteil. Es ergibt sich die Forderung, möglichst schlackenfrei den Konverter stahl in die Abstichpfanne zu überführen. Dies wird dadurch erreicht, daß das Abstichloch des Konverters vorübergehend verschlossen wird.

Hierzu sind eine Reihe von Systemen bekannt, die erst dann den Abstichkanal freigeben sollen, wenn die Schlacke während des Kippvorganges am Abstich vorbeigeführt worden ist. Ins besondere sind Schiebersysteme als Verschlußmechanik bekannt, die jedoch nicht verhindern können, daß Vorlaufschlacke in das Abstichloch gerät. Außerdem sind Verschlußkerne oder Ver schlußstopfen aus verschiedenen Materialien bzw. Materialkom binationen bekannt, die außen im Abstich angeordnet oder auch in das Abstichloch getrieben werden (AT-PS 355 070 und AT-PS 257 665). Diese-bekannten Vorrichtungen arbeiten mit einem Setzgerät, über das die Verschlußkerne im Auslaufbereich des Abstichloches eingesetzt bzw. festgesetzt werden können. Da bei wird hierzu ein äußerer Mantel um den Kern herum angeord net, der mit Hilfe von Widerhaken das Festsetzen an der Wan dung des Abstichloches bewirken soll. Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist, daß der Verschlußstopfen aufgrund seiner Form eines Kegelstumpfes außenseitig des Abstichloches festgesetzt wird, so daß nach wie vor sich Schlacke frühzei tig im Abstichloch absetzen und dann anschließend mit dem flüssigen Stahl ausgetragen-werden kann, wenn der flüssige Stahl überhaupt rechtzeitig den Kern durchdringen kann. Bei der aus der AT-PS 257 665 bekannten Lösung ist es ebenfalls nur möglich, den Verschlußkern im Außenbereich des Abstichlo ches anzuordnen, so daß die beschriebenen Nachteile auftre ten. Der Verschlußkern wird dabei zwischen der Grundplatte und dem Stirnblech so verquetscht, daß er an der Wandung des Abstichloches dicht anliegt. Dieser Vorteil wird aber durch die Problematik aufgehoben, die dadurch entsteht, daß das Abstichloch zunächst einmal voll Schlacke läuft bevor über haupt Stahl in diesen Bereich eindringen kann. Ein einwand freies Herauslösen des Verschlußstopfens ist so nicht gewähr leistet. Aus der EP-A 0 315 311 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der Löcher verschlossen werden sollen, wobei sich im we sentlichen eine Mechanik gegen die Wandung des Loches ver spannt, so daß es hier auch nur begrenzt möglich ist, den Stopfen weiter vom Eingang weg in dem Abstichloch anzuordnen. Eine genaue Positionierung innenseitig des Konverters ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine die nutzungsbedingten Veränderungen des Abstichloches ausglei chende, einfache und den Verschluß innenseitig des Abstichlo ches und mit der Konverterinnenseite nahezu fluchtend setzen de Vorrichtung zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Stirnblech in einen Trichterkanal übergehend ausgebildet ist, der den Verschlußstopfen und damit den Kern zwischen Stirn blech und Grundplatte durchdringend geformt ist und in den eine auf das Stirnblech einwirkende Ziehkralle einführbar ist, daß die Grundplatte und Stirnblech und Kern in das Ab stichloch einschiebbar ausgebildet sind und daß der Kern aus Feuerfestmaterial, einem Plastifizierer, einem Verflüssiger und Mineral öl besteht.

Bei einer derart ausgebildeten Vorrichtung ist die Mög lichkeit gegeben, den aufgrund seiner zylinderförmigen Form und der entsprechend dem Abstich auch angepaßten Grundplatte und Stirnblech ohne Probleme in das Abstichloch einschiebba ren Verschlußstopfen soweit einzuschieben, daß er mit seinem Stirnblech mit der Konverterinnenseite annähernd fluchtend positioniert und durch Ziehen der Ziehkralle festgesetzt ist. Dabei kann die Ziehkralle und damit das Setzgerät ohne Pro bleme von außen her betrieben werden, weil das Stirnblech in den Trichterkanal übergeht, der den Verschlußstopfen durch dringt, so daß das Festsetzen des Stopfens auch wirklich kon verterinnenseitig erfolgt und nicht an dessen Außenwand. Ist der Verschlußstopfen entsprechend gesetzt, so versintert das Stirnblech und weder Schlacke noch sonstige Teile können durch das Abstichloch hinausfließen. Vielmehr kann der Kon verter gekippt werden, wobei erst bei Berühren des flüssigen Stahls nun das Stirnblech und auch der Trichterkanal schmilzt und der Stahl durch den Trichterkanal genau gezielt in die Pfanne fließen kann. Da der übrige Teil des Verschlußstopfens mit Ausnahme der Ränder nicht versintert ist, wird der gesam te Stopfen sehr schnell und ohne Probleme ausgetragen oder fast ausgewaschen, wobei die geringe Menge an Stopfenmaterial für die weitere Verarbeitung des Stahls keine Behinderung darstellt. Damit ist erstmals ein voll funktionstüchtiger und leicht und sicher zu setzender Verschlußstopfen bzw. eine entsprechende Vorrichtung zum Verschließen eines Abstichlo ches eines kippbaren Konverters geschaffen. Die unterschied lichen Betriebsweisen und -bedingungen eines Konverters haben selbst nach mehrstündigem Verweilen des Verschlußstopfens im Abstichloch keinerlei negativen Einfluß auf die volle Funk tions- und Schutzwirkung desselben. Aufgrund seiner Anordnung im Übergangsbereich zum Konverterinneren wird das, häufig bei neu zugestellten Konvertern, Eindringen von Schlacke in den Abstichkanal während des Blasvorganges wirksam verhindert. Die im feuerfesten Material des Verschlußstopfens enthaltenen permanenten und temporären Bindemittel verhindern außerdem einen vorzeitigen Verfall der Restmasse und gewährleisten ein wirksames Festsetzen beim Verschieben der Grundplatte oder des Stirnbleches. Die zur Konverterinnenseite hin gebildete Kappe ist stabil genug, um beim Kippen des Konverters die Schlacke sicher über das Abstichloch zu leiten. Sie bricht erst beim Anstehen des ferrostatischen Druckes ein.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das feuerfeste Material des zylinderförmigen Kerns eine Körnung von unter 3 mm aufweist. Ein derartiges Material läßt sich gut zu dem Kern zusammenmischen und sorgt für eine vorteil hafte Plastizität.

Das feuerbeständige Material kann aus Rohstoffen auf der Basis von Silicium-, Aluminium-, Magnesiumoxid bzw. -silikat in geeigneter Zusammensetzung bestehen. Bevorzugt sind iso lierende Tonerde- bzw. Magnesiumsilikate sowie Quarzmateria lien mit der besagten Körnung unter 3 mm. Eine sowohl bezüg lich der Plastizität wie auch der Feuerbeständigkeit wie auch vom Gewicht her vorteilhafte Ausbildung des Kerns ist die, bei der das Feuerfestmaterial ein Gemisch aus

20 bis 40 Gew.-% Tonerdesilikat
20 bis 40 Gew.-% Bindeton

sowie

0 bis 20 Gew.-% Wasser
5 bis 20 Gew.-% Mineralöl
0,5 bis 3 Gew.-% Plastifizierer
0,1 bis 2 Gew.-% Verflüssiger
0,1 bis 2 Gew.-% temporäre Binder
0,1 bis 5 Gew.-% permanente Binder

aufweist. Dieses feuerbeständige Material hat eine Raumdichte von 0,8 bis 0,9 kg/dm³ und ist damit wesentlich leichter als bekannte bisher hierfür eingesetzte Materalien.

Weitere zweckmäßige Ausbildungen sind in den Unteran sprüchen offenbart und beschrieben.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführung der Erfin dung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht des Verschlußstopfens,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Abstichloch eines Konverters mit eingeführtem Verschluß stopfen und

Fig. 3 einen Schnitt durch das Abstichloch mit eingebrachtem und verquetschtem Ver schlußstopfen.

Der in Fig. 1 dargestellte Verschlußstopfen besitzt eine zylindrische Form. Der Querschnitt des Verschlußstopfens kann von der Kreisform abweichen.

Der Kern 1 des Verschlußstopfens 8 besteht aus einem feuerbeständigen Material und besitzt konverterinnenseitig ein trichterförmiges Stirnblech 2, welches einen verlängerten durch den Kern 1 geführten Trichterkanal 5 besitzt.

Das feuerbeständige Material des Kerns 1 besitzt bei der dargestellten Ausführung die folgende Zusammensetzung:

- Tonerdesilikat, isolierend
35 Gew.-%
- Bindeton	35 Gew.-%
- Wasser	20 Gew.-%
- Mineralöl	6,5 Gew.-%
- Plastifizierer	0,2 Gew.-%
- Verflüssiger	0,3 Gew.-%
- temporäre Binder	0,5 Gew.-%
- permanente Binder	2,5 Gew.-%

Als permanente Binder sind Silikate, als temporäre Bin der Zellulose-Materialien, als Plastifizierer und Verflüssi ger sind polyelektrolytische Alkohole und Fettsäuren verwen det worden. Das Raumgewicht des Kerns beträgt 0,8 bis 0,9 kg/dm³.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie der Kern 1 mit Hilfe des Setzgerätes in das Abstichloch 10 eingeführt wird. Die Grundplatte 4 des auf den Abstichdurchmesser abgestimmten Setzgerätes liegt auf der, dem Stirnblech 2 gegenüberliegen den Seite 7 an.

Eine Ziehkralle 6 ist durch den Trichterkanal 5 bis oberhalb des Trichters geführt worden und hat zunächst die Aufgabe, den Kern bis zu seiner endgültigen Positionierung im Abstichloch 10 zu halten. Der Kern 1 wird mit Hilfe des Setz gerätes so weit in das Abstichloch 10 eingeführt, daß er mit seiner Quetschblechfläche, d. h. also mit dem Stirnblech 2 nahezu mit der Konverterinnenseite 9 fluchtet. Über das He belsystem des Setzgerätes wird die Ziehkralle 6 auf das Stirnblech 2 gezogen und dadurch ein Druck auf den Kern 1 ausgeübt, der sich soweit verformt bis der Durchmesser des Abstichloches vollständig ausgefüllt ist, was in Fig. 3 ver deutlicht wird.

In Fig. 3 ist wie erwähnt ein verquetschter Verschluß stopfen 8 im Abstichloch 10 dargestellt. Die Dicke des Spreizbereiches 12 in Fig. 3 wird für jeden Abstichdurchmes ser eines Konverters mit Hilfe des Setzgerätes stets einge halten, so daß ein reproduzierbares Öffnungsverhalten sicher gestellt ist. Nicht zur Ausfüllung des Abstichdurchmessers erforderliches Stopfenmaterial wird mit Hilfe des Stirnbleches 2 an der Abstichwandung gem. Fig. 3 verpreßt.

Aufgrund der hohen Strahlungswärme auf der Konverter innenseite 9 schmilzt das Stirnblech 2 und versintert mit dem feuerfesten Material des Kerns 1 zu einer feuerfesten Kappe 11 (Fig. 3). Diese hält dem Blasdruck und den auftretenden Vibrationen und Erschütterungen stand. Das übrige feuerfeste, isolierende Material des Kerns 1 verfestigt sich soweit, daß es im Abstichloch 10 stabil erhalten bleibt. Eine Versinte rung mit der Wandung des Abstichloches 10 findet allerdings nicht statt. Die versinterte Kappe 11 ist so stabil, daß sie beim Kippen des Konverters die Vorlaufschlacke sicher über das Abstichloch 10 leitet und erst unter dem ferrostatischen Druck einbricht. Restliches Stopfenmaterial wird innerhalb weniger Sekunden durch den dann ausfließenden und zunächst durch den Trichterkanal 5 sicher ablaufenden Stahl ausgetra gen.

Aufgrund der geringen Materialmengen des Kerns 1 gelan gen nur wenig Fremdteile in die Abstichpfanne. So ist eine hohe Sicherheit in der Funktion des Verschlußstopfens 8 selbst unter den Bedingungen langer Heizstandzeiten von über zwei Stunden gewährleistet. Bei Schlackenstandsmessungen in Abstichpfannen von 100 bis 250 t Fassungsvermögen konnten bei 200 Versuchen nennenswerte Mengen Vorlaufschlacken nicht mehr nachgewiesen werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Verschließen des Abstichloches eines kippbaren Konverters mit einem Verschlußstopfen der aus einem Kerrn aus hitzefester Masse und einem zum Konverterinneren weisenden, beim Auftreffen von flüssigem Stahl schmelzenden Stirnblech besteht sowie mit einem Setzgerät, über das der zylinderför mige Kern mit dem Stirnblech in das Abstichloch einführbar und darin zwischen Stirnblech und einer dem Setzgerät zugeordneten Grundplatte gegen die Wandung verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnblech (2) in einen Trichterkanal (5) übergehend ausgebildet ist, der den Verschlußstopfen (8) und damit den Kern (1) zwischen Stirnblech (2) und Grundplatte (4) durch dringend geformt ist und in den eine auf das Stirnblech (2) einwirkende Ziehkralle (6) einführbar ist, daß die Grundplat te (4) und Stirnblech (2) und Kern (1) in das Abstichloch (10) einschiebbar ausgebildet sind und daß der Kern (1) aus Feuerfestmaterial einem Plastifizierer, einem Verflüssiger und Mineralöl besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material des zylinderförmigen Kerns (1) eine Körnung von unter 3 mm aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Kern (1) als Feuerfestmaterial ein Gemisch aus 20 bis 40 Gew.-% Tonerdesilikat
20 bis 40 Gew.-% Bindetonsowie0 bis 30 Gew.-% Wasser
5 bis 20 Gew.-% Mineralöl
0,5 bis 3 Gew.-% Plastifizierer
0,1 bis 2 Gew.-% Verflüssiger
0,1 bis 2 Gew.-% temporäre Binder
0,1 bis 5 Gew.-% permanente Binderaufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die permanenten Binder Silikate, die temporären Binder Zellulose-Material, die Plastifizierer polyelektrolytische Alkohole und die Verflüssiger Fettsäuren sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnblech (2) trichterförmig und in Richtung auf die kleinere Öffnung konvex und die kleinere Öffnung in den Trichterkanal (5) einmündend ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichterkanal (5) über die Grundplatte (4) hinaus und in das Setzgerät übergehend ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Setzgerät die Dicke des Spreizbereiches (12) des Kerns (1) vorgebend ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichterkanal (5) bei rd. 20 cm Abstichlochdurchmes ser einen Durchmesser von 25 bis 38 mm aufweist.