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WO2000072999A1 - Verfahren und vorrichtung zum heissreparieren eines auslaufes eines metallurgischen gefässes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum heissreparieren eines auslaufes eines metallurgischen gefässes Download PDF

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Publication number
WO2000072999A1
WO2000072999A1 PCT/EP2000/003051 EP0003051W WO0072999A1 WO 2000072999 A1 WO2000072999 A1 WO 2000072999A1 EP 0003051 W EP0003051 W EP 0003051W WO 0072999 A1 WO0072999 A1 WO 0072999A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
outlet
surface layer
closure member
closure
pressed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2000/003051
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Raimund Brückner
Daniel Grimm
Jivan Kapoor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Didier Werke AG
Original Assignee
Didier Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Didier Werke AG filed Critical Didier Werke AG
Priority to AU52097/00A priority Critical patent/AU5209700A/en
Publication of WO2000072999A1 publication Critical patent/WO2000072999A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/44—Refractory linings
    • C21C5/445—Lining or repairing the taphole
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
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    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/28—Plates therefor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D41/50—Pouring-nozzles
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    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4653—Tapholes; Opening or plugging thereof

Definitions

  • a method and a device for hot repairing an outlet (2) of a metallurgical vessel by means of a closure device (4) of the outlet (2) is proposed.
  • a closure member (9) of the closure device is movable transversely to and against the direction of the melt flowing out through the outlet.
  • the closure member carries a plastic, elastic, pasty, dough-like or kneadable surface layer (10) which, when the outlet is closed, is brought into contact with pressure against the edge (2 ') of the outlet area or is bendable in order to compensate for operational changes in the outlet area .
  • the invention relates to a method and a device for heat repairing the outlet area of an outlet of an in particular metallurgical vessel.
  • a closure device for the outlet of a metallurgical vessel is known from DE 196 41 169 Cl. It has a blind plate that is pushed in front of the outlet to interrupt the melt flow. The melt is then allowed to solidify in whole or in part in the outlet. For this purpose, a cooled electrical inductor provided to liquefy the melt can be electrically switched off while its cooling circuit continues to operate. The resulting plug of melt forms a secondary seal. This device is complex.
  • a closure device at the outlet of a metallurgical vessel for liquid steel is known.
  • the closure member of the closure device is formed in two parts.
  • the first part is resistant to thermal shock, corrosion and erosion. At the beginning of the process, it is under the outlet or a plug of melt frozen in it. In order to prevent the melt plug from sticking to this first part, the closure member is lowered. This presupposes that the melt solidifies in the outlet and is no longer viscous.
  • the second part of the closure member is used to freeze the melt or - 2 -
  • the closure member of EP 0 838 292 AI is complex in structure and intended for reusable operation. It is used to open and close the spout several times. It must be wear-resistant accordingly.
  • the object of the invention is to propose a new method and a new device for heat repairing the outlet area which, in particular, does not have the disadvantages of the prior art.
  • the above object is achieved in a method or a device of the type mentioned at the outset in that a closure member of a closure device for the outlet can be moved transversely to and against the direction of the medium flowing through the outlet, in that the closure member has a plastic, elastic, pasty, dough-like or kneadable surface layer which, when the outlet is closed, is brought or can be brought into contact with pressure against the edge of the outlet area of the outlet in order to compensate for operational changes in the outlet area.
  • a closure device can therefore be used as the repair device 3 -
  • the closure member carrying the plastic, elastic, pasty, dough-like or kneadable surface layer is pressed against the outlet by means of the closure device.
  • Material of the surface layer penetrates into any cracks or gaps in the outlet area, for example caused by temperature changes, and also compensates for other unevenness.
  • the material of the surface layer is designed so that it connects to the outlet area. Subsequent removal of the closure member from the spout, i.e. When the outlet is opened, a more or less large part of the material of the surface layer remains at the outlet area, as a result of which its unevenness is compensated.
  • the surface layer can also be used if no operational changes to the outlet area have been identified. It can also be used to reduce wear on the outlet area from the outset.
  • the closure device can be a modified slide closure, in which the closure member is a closure plate.
  • the closure device can also be one in which the closure member is moved, for example in the form of a cap, crest or stopper, on a curved path against the outlet. In both cases, the closure member is moved transversely and against the direction of the medium flowing out through the outlet, for example molten metal, such as molten steel. By moving against the direction of the outflow Medium, the surface layer is pressed against and / or into the edge region of the outlet, so that the desired connection of the surface layer to the outlet region takes place.
  • the closure member is preferably pressed against the outflowing medium at the edge of the outlet area. It is therefore not necessary to interrupt the flow of the medium in any other way in order to then press the surface layer to the edge of the outlet area.
  • the closure member In the case of a modified slide closure, the closure member is first pushed transversely into the outflowing medium and then pressed against the outflowing medium against the edge of the outlet area.
  • the closure member a slide plate, does not come to rest when moving on a base plate or the like, as in known slides, but is guided at a distance from it.
  • the outlet to be opened and closed with the closure device is a common z in particular in metallurgical vessels.
  • the vessel, on the bottom or on the wall of which the outlet is provided, can be a vessel which is customary for molten metal, in particular molten steel. It can be an electric arc furnace.
  • the outlet can consist of several stones. In this case, the keystone is the run-out area, which is subject to the operational changes mentioned.
  • the surface layer is applied in an elastic, plastic, pasty, pasty or kneadable consistency before the outlet is closed on the closure member, for example by placing, gluing, brushing and / or rolling.
  • the surface layer can be 5 -
  • the material of the surface layer that remains at the outlet area is such that it hardens there.
  • the material of the surface layer can be selected so that the surface layer initially softens and then hardens when the temperature rises, in particular under the influence of the temperature of the hot outlet.
  • the plasticity, elasticity, pastosity, dough or kneadability of the surface layer can be adjustable in such a way that it is ensured that material of the surface layer sufficiently penetrates into cracks and / or gaps in the outlet area under pressure.
  • the surface layer is based on a ceramic matrix with an organic binder, e.g. B. built with a resin bond.
  • the ceramic matrix can be based on Al 2 0 3 and / or Zr0 2 and / or MgO and / or Si0 2 and / or you and / or Si 3 N 4 and / or another oxide, carbide or nitride.
  • the surface layer can contain a plasticizer.
  • the surface layer In order to support the connection of the surface layer with the edge of the outlet area or the penetration of material of the surface layer into cracks and gaps in the outlet area, the surface layer can be oscillated or vibrated before it hardens.
  • the required reduction in the hydrostatic or ferrostatic pressure, depending on the bath height, can be set briefly in a known manner by means of mechanical throttling in the outlet, for example by means of a stopper, or by electromagnetic forces acting on steel flowing through it or by means of negative pressure in the vessel.
  • FIG. 1 shows a closure device at the outlet of a metallurgical melt vessel in partial section
  • FIG. 2 shows a partial view, enlarged compared to FIG. 1, of a closure member of the closure device with a film-like surface layer,
  • Figure 3 shows an alternative to Figure 2 with a cap, dome or stopper-shaped surface layer.
  • a metallurgical vessel In the bottom 1 of a metallurgical vessel is as an outlet 2 for melt, in particular molten metal, such as molten steel, for. B. built a sleeve made of refractory ceramic material.
  • the outlet 2 forms an outlet opening 3, which is surrounded by an edge 2 'of the outlet region of the outlet 2.
  • a closure device 4 is assigned to the outflow opening 3 and, as the closure member 9, - 7 -
  • the closure member 9 can be displaced from an initial position A in the direction of arrow a transversely to the direction of the outflowing melt into an intermediate position B by means of a drive (not shown). From this it is movable by a movement in the direction of arrow b against the direction of the leaving medium into the closed position C, in which the closure member 9 is pressed against the outflow opening 3, in particular the edge 2 'of the sleeve forming the outlet 2 . By moving in the direction of arrow c, the closure member 9 is to be returned from the closed position C to the starting position A, in which the outflow opening 3 is open.
  • the situation is similar when the closure member 9 is not moved linearly by the drive, but is pivoted on curves.
  • the sleeve of the outlet 2 is surrounded by an inductor 5, the hollow cross-sectional profile of which is flowed through by a cooling medium, in particular air.
  • the inductor 5 extends as close as possible to the outflow opening 3.
  • Ferrite cores 7 can be provided for electrical shielding against a metallic holder 6, or the holder 6 has electrically insulating separating slots.
  • the closure device 4 has a metal frame 8 which is mounted on the drive mentioned.
  • the frame 8 is made of refractory ceramic material, for. B. plate-shaped closure member 9 stored.
  • a plastic, elastic, pasty, dough-like or kneadable surface layer 10 is applied and fastened to the closure member 9.
  • the surface layer 10 can be flat in the form of a film (cf. - 8th -
  • the horizontal extent of the surface layer 10 is at least so large that it lies at least on the edge 2 'in the closed position C.
  • the surface layer 10 is constructed on the basis of a ceramic matrix with an organic binder, in particular with a resin bond.
  • Al 2 0 3 , Zr0 2 , MgO, Si0 2 , Sie or Si 3 N 4 or a mixture thereof is suitable as the ceramic matrix.
  • the surface layer 10 is elastic, plastic, pasty, dough-like or kneadable, the elasticity, plasticity, pastosity, dough or kneadability being adjustable by the choice of the composition of the material of the surface layer 10.
  • the elasticity, plasticity, pastosity, dough or kneadability can exist at ambient temperature or only arise through the action of temperature and / or pressure.
  • the elasticity, plasticity, pastosity, doughiness or kneadability should exist or arise when the surface layer 10 is pressed in the direction b against the edge 2 '.
  • the elasticity, plasticity, pastosity, dough or kneadability does not have to be permanent as long as the closure member 9 is in the closed position C.
  • the surface layer 10 can solidify or already partially solidify, in particular in the area of the outflow opening 3 of the outlet 2, if it is pressed against the edge 2 'and has penetrated any cracks or gaps in the outlet area of the outlet 2 and / or worn areas has balanced.
  • the repair procedure is carried out as follows: - 9 -
  • the surface layer 10 is applied to the closure member 9 at the latest when, after repeated opening and closing of the outlet 2 in its outlet region, changes occur, namely when the closure member 9 is in the starting position A.
  • Such operational changes are, for example, unevenness and / or cracks in the edge 2 'or the outlet area of the sleeve of the outlet 2, which can be based on material-removing wear and / or temperature changes and / or flow-related caking. Larger caking can be removed in advance, for example by a scraper 11 on the closure device 4 designed as a slide.
  • the closure device 4 After the application of the surface layer 10 to the closure member 9, the closure device 4 is brought into the closed position C.
  • the closure member 9 is first displaced transversely to the direction of the melt flowing out through the outlet 2 (arrow a).
  • the closure member 9 is then moved into the closed position C against the direction of the melt flowing out through the outlet (arrow b).
  • the, for example, plastic, elastic, pasty, dough-like or kneadable surface layer 10 is pressed against the possibly deformed edge 2 ', material of the surface layer 10 penetrates into cracks and gaps in the outlet area and fills it. Unevenness is also leveled out.
  • the material of the surface layer 10 forms a connection with the outlet area and can harden on or in this.
  • the z. B. designed as a sleeve outlet 2 is repaired in this way; during the repair process, a melt-tight closure of the outlet opening 3 is ensured at the same time. - 10 -
  • the closure member 9 is brought into the starting position A with the closure device 4.
  • the outflow opening 3 is now open.
  • At least the part of the surface layer 10 that repairs the outlet 2 remains there.
  • a portion of the surface layer 10 which is not necessary for repair can be sheared off by the movement of the closure device 4 transversely to the direction of the melt flow (arrow c) and carried away by the closure member 9.
  • a scraper 11 arranged on the closure device 4 can support the smoothing of the part of the surface layer 10 remaining at the outlet.
  • the repaired outlet 2 again offers a flat edge 2 'for the further operation of the closure device 4. If after further operation the outlet area adjacent to the edge 2' is worn out again, the repair process described can be repeated.

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Abstract

Es wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Heissreparieren eines Auslaufes (2) eines metallurgischen Gefässes mittels einer Verschlussvorrichtung (4) des Auslaufes (2) vorgeschlagen. Ein Verschlussglied (9) der Verschlussvorrichtung ist quer zu der und gegen die Richtung der durch den Auslauf ausfliessenden Schmelze bewegbar. Das Verschlussglied trägt eine plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht (10), die beim Verschliessen des Auslaufes mit Druck gegen den Rand (2') des Auslaufbereichs zur Anlage gebracht wird bzw. biegbar ist, um dabei betriebsbedingte Veränderungen des Auslaufbereichs auszugleichen.

Description

WO 00/72999 AI 1 Hill 11 Ulli Uli I tl III Illil Hill Hill Hill Uli Iflllll Uli Uli llll
europäisches Patent (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, Zur Erklärung der Zweibuchstαben-Codes, und der anderen FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OAPI-Patent Abkürzungen wird auf die Erklärungen ("Guidance Notes on (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, Codes and Abbreviations ") am Anfang jeder regulären Ausgabe SN, TD, TG). der PCT-Gazette verwiesen.
Veröffentlicht:
— Mit internationalem Recherchenbericht.
(57) Zusammenfassung: Es wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Heißreparieren eines Auslaufes (2) eines metallurgischen Gefäßes mittels einer Verschlußvorrichtung (4) des Auslaufes (2) vorgeschlagen. Ein Verschlußglied (9) der Verschlußvorrichtung ist quer zu der und gegen die Richtung der durch den Auslauf ausfließenden Schmelze bewegbar. Das Verschlußglied trägt eine plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht (10), die beim Verschließen des Auslaufes mit Druck gegen den Rand (2') des Auslaufbereichs zur Anlage gebracht wird bzw. biegbar ist, um dabei betriebsbedingte Veränderungen des Auslaufbereichs auszugleichen. - 1 -
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM HEISSREPARIEREN EINES AUSLAUFES EINES METALLURGISCHEN GEFÄSSES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Heißreparieren des Auslaufbereiches eines Auslaufes eines insbesondere metallurgischen Gefäßes.
Eine Verschlußvorrichtung für den Auslauf eines metall- urgischen Gefäßes ist aus der DE 196 41 169 Cl bekannt. Sie weist eine Blindplatte auf, die zum Unterbrechen des Schmelzenflusses vor den Auslauf geschoben wird. Anschließend läßt man die Schmelze im Auslauf ganz oder teilweise erstarren. Hierzu kann ein zur Verflüssigung der Schmelze vorgesehener gekühlter elektrischer Induktor elektrisch abgeschaltet werden, während sein Kühlkreislauf weiterarbeitet. Der entstehende Schmelzenpfropfen bildet einen sekundären Verschluß. Diese Vorrichtung ist aufwendig.
Aus der EP 0 838 292 AI ist eine Verschlußvorrichtung an dem Auslauf eines metallurgischen Gefäßes für flüssigen Stahl bekannt. Das Verschlußglied der Verschlußvorrichtung ist zweiteilig ausgebildet. Der erste Teil ist beständig gegen Wärmeschock, Korrosion und Erosion. Er steht bei Beginn des Prozesses unter dem Auslauf bzw. einem in diesem eingefrorenen Schmelzenpfropfen. Um ein Ankleben des Schmelzenpfropfens an diesem ersten Teil zu vermeiden, wird das Verschlußglied abgesenkt. Dies setzt voraus, daß die Schmelze im Auslauf erstarrt und nicht mehr zähflüssig ist. Der zweite Teil des Verschlußgliedes wird zum Einfrieren der Schmelze bzw. zur - 2 -
Bildung des Schmelzenpfropfens unter den Auslauf geschoben. Er weist eine Kühleinrichtung auf und hat eine Beschichtung aus Bornitritpulver oder Aluminiumbornitrat, die das Ankleben von Stahl verhindern soll. Eine solche Beschichtung auch am ersten Teil vorzusehen verbietet sich, da sie zu schnell verschleißt. Das Verschlußglied der EP 0 838 292 AI ist aufwendig im Aufbau und für den Mehrwegbetrieb vorgesehen. Es wird also zum mehrmaligen Öffnen und Schließen des Auslaufes verwendet. Dementsprechend verschleißfest muß es sein.
Es ist bekannt, daß der Auslaufbereich des Auslaufes eines metallurgischen Gefäßes voreilend verschleißt und/oder sich an seinem Rand Anbackungen bilden. Dadurch wird die mit der Verschlußvorrichtung mögliche Abdichtung erheblich beein- trächtigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Heißreparieren des Auslaufbereiches vorzuschlagen, welches bzw. welche insbesondere die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein Verschlußglied einer Verschlußvorrichtung für den Auslauf quer zu der und gegen die Richtung des durch den Auslauf ausfließenden Mediums bewegbar ist, daß das Verschlußglied eine plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht aufweist, die beim Verschließen des Auslaufes mit Druck gegen den Rand des Auslaufbereiches des Auslaufes zur Anlage gebracht wird bzw. bringbar ist, um dabei betriebsbedingte Veränderungen des Auslaufbereiches auszugleichen .
Bei diesem Reparaturverfahren kann also als Reparaturvor- richtung eine Verschlußvorrichtung verwendet werden, die 3 -
ohnehin zum Öffnen und Schließen des Auslaufes vorgesehen ist. Der Reparaturvorgang geschieht beim Schließen des Auslaufes.
Ist die Kontur des Auslaufbereiches durch betriebsbedingte Veränderungen, wie Verschleiß oder Anbackungen, unregelmäßig geworden, dann wird zur Durchführung der Reparatur des Auslaufbereichs das die plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht tragende Verschlußglied mittels der Verschlußvorrichtung gegen den Auslauf gedrückt. Material der Oberflächenschicht dringt dabei in etwaige, beispielsweise durch Temperaturwechsel entstandene, Risse oder Spalten des Auslaufbereichs ein und gleicht auch sonstige Unebenheiten aus. Das Material der Oberflächenschicht ist so beschaffen, dass es sich mit dem Auslaufbereich verbindet. Bei dem nachfolgenden Entfernen des Verschlußgliedes von dem Auslauf, d.h. bei dem Öffnen des Auslaufes, verbleibt ein mehr oder weniger großer Teil des Materials der Oberflächenschicht am Auslaufbereich zurück, wodurch dessen Unebenheiten ausgeglichen sind. Vorsorglich kann mit der Oberflächenschicht auch gearbeitet werden, wenn noch keine betriebsbedingte Veränderungen des Auslaufbereichs festgestellt sind. Sie kann auch eingesetzt werden, um von vornherein den Verschleiß des Auslaufbereiches zu verringern.
Das Verfahren kann bei üblichen Typen von Verschlußvorrichtungen verwendet werden. Beispielsweise kann die Verschlußvorrichtung ein modifizierter Schieberverschluß sein, bei dem das Verschlußglied eine Verschlußplatte ist. Die Verschlußvorrichtung kann auch eine solche sein, bei der das Verschlußglied beispielsweise in Form einer Kappe, Kuppe oder eines Stopfens auf einer Kurvenbahn gegen den Auslauf bewegt wird. In beiden Fällen wird das Verschlußglied quer und gegen die Richtung des durch den Auslauf ausfließenden Mediums, beispielsweise Metallschmelze, wie Stahlschmelze, bewegt. Durch die Bewegung gegen die Richtung des ausfließenden Mediums wird die Oberflächenschicht gegen und/oder in den Randbereich des Auslaufes gedrückt, so daß die gewünschte Verbindung der Oberflächenschicht mit dem Auslaufbereich erfolgt.
Vorzugsweise wird das Verschlußglied gegen das ausfließende Medium an den Rand des Auslaufbereichs gedrückt. Es muß also nicht auf andere Weise zunächst der Fluß des Mediums unterbrochen werden, um dann die Oberflächenschicht an den Rand des Auslaufbereichs zu drücken.
Bei einem modifizierten Schieberverschluß wird das Verschlußglied zunächst quer in das ausfließende Medium geschoben und danach gegen das ausfließende Medium an den Rand des Auslauf- bereichs gedrückt. Das Verschlußglied, eine Schieberplatte, kommt also nicht, wie bei bekannten Schiebern, beim Verschieben an einer Bodenplatte oder dergleichen zur Anlagen, sondern sie wird im Abstand dazu geführt.
Der mit der Verschlußvorrichtung zu öffnende und zu schließende Auslauf ist ein bei insbesondere metallurgischen Gefäßen üblicher z. B. hülsenförmiger Auslauf, vorzugsweise aus feuerfestem keramischem Material. Das Gefäß, an dessen Boden oder an dessen Wandung der Auslauf vorgesehen ist, kann ein für Metallschmelzen, insbesondere Stahlschmelzen, übliches Gefäß sein. Es kann sich um einen Elektrolichtbogenofen handeln. Der Auslauf kann aus mehreren Steinen bestehen. In diesem Fall bildet der Schlußstein den Auslaufbereich, der den genannten betriebsbedingten Veränderungen unterworfen ist.
Die Oberflächenschicht wird in elastischer, plastischer, pastöser, teigiger oder knetbarer Konsistenz vor dem Verschließen des Auslaufes auf das Verschlußglied, beispielsweise durch Auflegen, Aufkleben, Streichen und/oder Walzen, aufgebracht. Die Oberflächenschicht kann auf dem Verschluß- 5 -
glied selbstklebend sein oder aufgeklebt oder auf sonstige Weise befestigt sein. Sie kann auch von einem Folienstück gebildet sein.
Das Material der Oberflächenschicht, das an dem Auslaufbereich zurückbleibt, ist so beschaffen, dass es dort aushärtet. Das Material der Oberflächenschicht kann dabei so gewählt sein, dass die Oberflächenschicht bei Temperaturerhöhung, insbesondere unter dem Temperatureinfluß des heißen Auslaufes, zunächst noch mehr erweicht und anschließend aushärtet.
Die Plastizität, Elastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit der Oberflächenschicht kann in der Weise einstellbar sein, daß sichergestellt ist, daß Material der Ober- flächenschicht unter Druck hinreichend in Risse und/oder Spalten des Auslaufbereichs eintritt.
Vorzugsweise ist die Oberflächenschicht auf der Basis einer keramischen Matrix mit einem organischen Bindemittel, z. B. mit einer Harzbindung, aufgebaut. Die keramische Matrix kann auf der Basis von Al203 und/oder Zr02 und/oder MgO und/oder Si02 und/oder Sie und/oder Si3N4 und/oder einem anderen Oxid, Carbid oder Nitrid aufgebaut sein. Die Oberflächenschicht kann neben dem Bindemittel ein Plastifizierungsmittel enthalten.
Um die Verbindung der Oberflächenschicht mit dem Rand des Auslaufbereichs bzw. das Eindringen von Material der Oberflächenschicht in Risse und Spalten des Auslaufbereichs zu unterstützen, kann die Oberflächenschicht, bevor sie aushär- tet, oszilliert oder vibriert werden.
Um die Gefahr einer Beschädigung der auf dem massiven Träger, beispielsweise einer keramischen Schieberplatte, aufliegenden
Oberflächenschicht durch das unter hohem Druck ausfließende Medium, beispielsweise Stahl, zu minimieren, ist es vorteil- - 6 -
haft, kurz vor dem Einschieben der Schieberplatte den Druck im Auslaufbereich zu verringern. Hierbei wird auch ein übermäßiges Spritzen des über das Verschlußglied laufenden Mediums vermieden. Die, je nach Badhöhe, erforderliche Verringerung des hydrostatischen bzw. ferrostatischen Druckes kann dabei in bekannter Weise mittels mechanischer Drosselung im Auslauf, beispielsweise mittels eines Stopfens, oder durch beispielsweise auf durchfließenden Stahl einwirkende elektromagnetische Kräfte oder mittels Unterdruckes im Gefäß kurzzeitig eingestellt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine Verschlußvorrichtung am Auslauf eines metallurgischen Schmelzengefäßes im Teilschnitt,
Figur 2 eine gegenüber Figur 1 vergrößerte Teilansicht eines Verschlußgliedes der Verschlußvorrichtung mit folienartiger Oberflächenschicht,
Figur 3 eine Alternative zu Figur 2 mit kappen-, kuppen- oder stopfenartig geformter Oberflächenschicht.
In den Boden 1 eines metallurgischen Gefäßes ist als Auslauf 2 für Schmelze, insbesondere Metallschmelze, wie Stahlschmelze, z. B. eine Hülse aus feuerfestem keramischem Material eingebaut. Der Auslauf 2 bildet eine Aus ließöffnung 3, die von einem Rand 2' des Auslaufbereiches des Auslaufs 2 umgeben ist. Der Ausfließöffnung 3 ist eine Verschlußvor- richtung 4 zugeordnet, die als Verschlußglied 9 eine Ver- - 7 -
schlußplatte trägt, mit der die Ausfließöffnung 3 verschließbar und freigebbar ist.
Das Verschlußglied 9 ist mittels eines nicht näher dargestell- ten Antriebs von einer Ausgangsposition A in Richtung des Pfeiles a quer zur Richtung der ausfließenden Schmelze in eine Zwischenposition B verschieblich. Von dieser aus ist es durch eine Bewegung in Richtung des Pfeiles b gegen die Richtung des aus ließenden Mediums in die Schließposition C beweglich, in der das Verschlußglied 9 an die Ausfließöffnung 3, insbesondere den Rand 2' der den Auslauf 2 bildenden Hülse, angepreßt ist. Durch eine Bewegung in Richtung des Pfeiles c ist das Verschlußglied 9 aus der Schließposition C in die Ausgangsposition A, in der die Ausfließöffnung 3 offen ist, zurückzubringen. Ähnlich liegen die Verhältnisse, wenn das Verschlussglied 9 durch den Antrieb nicht linear bewegt, sondern auf Kurven verschwenkt wird.
Die Hülse des Auslaufs 2 ist von einem Induktor 5 umgeben, dessen hohles Querschnittsprofil von einem Kühlmedium, insbesondere Luft, durchströmt ist. Der Induktor 5 reicht möglichst nahe an die Ausfließöffnung 3. Zur elektrischen Abschirmung gegenüber einer metallischen Halterung 6 können Ferritkerne 7 vorgesehen sein, oder die Halterung 6 weist elektrisch isolierende Trennschlitze auf.
Die Verschlußvorrichtung 4 weist einen metallenen Rahmen 8 auf, der an dem genannten Antrieb gelagert ist. In dem Rahmen 8 ist das aus feuerfestem keramischem Material bestehende, z. B. plattenförmige Verschlußglied 9 gelagert.
Auf das Verschlußglied 9 ist eine plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht 10 aufgebracht und befestigt. Die Oberflächenschicht 10 kann folienförmig flach (vgl. Fig.2) oder kappen-, kuppen- bzw. - 8 -
stopfenförmig (gestrichelte Ausführung, Fig.3) gestaltet sein. Die horizontale Erstreckung der Oberflächenschicht 10 ist wenigstens so groß, daß sie in der Schließposition C zumindest an dem Rand 2 'anliegt.
Die Oberflächenschicht 10 ist auf der Basis einer keramischen Matrix mit einem organischen Bindemittel, insbesondere mit einer Harzbindung, aufgebaut. Als keramische Matrix eignet sich Al203, Zr02, MgO, Si02, Sie oder Si3N4 oder eine Mischung hieraus.
Die Oberflächenschicht 10 ist elastisch, plastisch, pastös, teigartig oder knetbar, wobei die Elastizität, Plastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit durch die Wahl der Zusammensetzung des Materials der Oberflächenschicht 10 einstellbar ist. Die Elastizität, Plastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit kann bei Umgebungstemperatur bestehen oder erst durch Temperatureinwirkung und/oder Druckeinwirkung entstehen. Die Elastizität, Plastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit soll bestehen oder entstehen, wenn die Oberflächenschicht 10 in Richtung b gegen den Rand 2' angepreßt wird.
Die Elastizität, Plastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit muß, solange das Verschlußglied 9 in der Schließstellung C steht, nicht dauerhaft bestehen. Die Oberflächenschicht 10 kann sich verfestigen oder schon teilweise, insbesondere im Bereich der Ausfließöffnung 3 des Auslaufes 2 von vornherein verfestigt sein, wenn sie an den Rand 2' angedrückt und in etwaige Risse oder Spalten des Auslaufbereichs des Auslaufs 2 eingedrungen ist und/oder verschlissene Bereiche ausgeglichen hat.
Das Reparaturverfahren wird folgendermaßen durchgeführt: - 9 -
Die Oberflächenschicht 10 wird spätestens, wenn nach mehrmaligem Öffnen und Schließen des Auslaufes 2 in dessen Auslaufbereich betriebsbedingte Veränderungen auftreten, auf das Verschlußglied 9 aufgebracht und zwar wenn das Verschluß- glied 9 in der Ausgangsposition A steht. Solche betriebsbedingte Veränderungen sind beispielsweise Unebenheiten und/oder Risse des Randes 2' bzw. des Auslaufbereichs der Hülse des Auslaufs 2, die auf materialabtragenden Verschleiß und/oder Temperaturwechselbeanspruchungen und/oder εtrömungs- bedingten Anbackungen beruhen können. Größere Anbackungen können vorab beseitigt werden, beispielsweise durch einen Schaber 11 an der als Schieber ausgebildeten Verschlussvorrichtung 4.
Nach dem Aufbringen der Oberflächenschicht 10 auf das Verschlußglied 9 wird die Verschlußvorrichtung 4 in die Schließposition C gebracht. Dabei wird das Verschlußglied 9 zunächst quer zur Richtung der durch den Auslauf 2 ausfließenden Schmelze (Pfeil a) verschoben. Anschließend wird das Verschlußglied 9 gegen die Richtung der durch den Auslauf ausfließenden Schmelze (Pfeil b) in die Schließposition C bewegt .
In der Schließposition C wird die z.B. plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht 10 gegen den ggf. deformierten Rand 2' gedrückt, Material der Oberflächenschicht 10 dringt in Risse und Spalten des Auslaufbereiches ein und verfüllt diese. Außerdem werden Unebenheiten ausgeglichen. Das Material der Oberflächenschicht 10 geht eine Verbindung mit dem Auslaufbereich ein und kann an bzw. in diesem aushärten. Der z. B. als Hülse ausgebildete Auslauf 2 wird auf diese Weise repariert; während des Reparaturvorganges ist gleichzeitig ein schmelzendichter Verschluß der Auslauföffnung 3 gewährleistet. - 10 -
Anschließend wird das Verschlußglied 9 mit der Verschlussvorrichtung 4 in die Ausgangsposition A gebracht. Die Ausfließöffnung 3 ist nun offen. Wenigstens der Teil der Oberflächenschicht 10, der den Auslauf 2 repariert, verbleibt an diesem. Ein zur Reparatur nicht nötiger Anteil der Oberflächenschicht 10 kann durch die Bewegung der Verschlussvorrichtung 4 quer zu der Richtung des Schmelzenflusses (Pfeil c) abscheren und vom Verschlußglied 9 mitgenommen werden. Ein an der Verschlußvorrichtung 4 angeordneter Schaber 11 kann die Glättung des an dem Auslauf zurückbleibenden Teils der Oberflächenschicht 10 unterstützen.
Bleibt unter oder in der Auεfließöffnung 3 Material der
Oberflächenschicht 10 zurück, dann wird dieses unter dem statischen Druck der Schmelze nach unten weggesprengt und ausgewaschen .
Der reparierte Auslauf 2 bietet wieder einen ebenen Rand 2 ' für den weiteren Betrieb der Verschlußvorrichtung 4. Ist nach dem weiteren Betrieb der an den Rand 2' angrenzende Auslaufbereich wieder verschlissen, dann kann das beschriebene Reparaturverfahren wiederholt werden.
11
1 Boden
2 Auslauf 2 ' Rand
3 Ausfließöffnung 4 Verschlussvorrichtung
5 Induktor
6 Halterung
7 Ferritkerne
8 Rahmen 9 Verschlussglied
10 Oberflächenschicht
11 Schaber
A Ausgangsposition B Zwischenposition
C Schließposition

Claims

- 12 -Patentansprüche
1. Verfahren bzw. Vorrichtung zum Heißreparieren des Auslaufbereiches (2) eines Auslaufes eines insbesondere metallurgischen Gefäßes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlußglied (9) einer Verschlußvorrichtung (4) für den Auslauf (2) quer zu der und gegen die Richtung des durch den Auslauf (2) ausfließenden Mediums bewegbar ist, daß das Verschlußglied (9) eine plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht (10) aufweist, die beim Verschließen des Auslaufes (2) mit Druck gegen den Rand (2') des Auslaufbereiches des Auslaufes (2) zur Anlage gebracht wird bzw. bringbar ist, um dabei betriebsbedingte Veränderungen des Auslaufbereiches auszugleichen.
2. Verfahren bzw. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslauf (2) einen keramischen Schlußstein aufweist und die Oberflächenschicht (10) des Verschlußgliedes (9) gegen den Schlußstein gedrückt wird bzw. drückbar ist.
3. Verfahren bzw. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlußglied (9) gegen das ausfließende Medium an den Rand (2') des Auslaufbereichs des Auslaufs (2) gedrückt wird bzw. drückbar ist.
4. Verfahren bzw. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlußglied (9) zunächst quer zur Richtung des ausfließenden Mediums und danach gegen die Richtung des ausfließenden Mediums an den Rand (2') des Auslaufbereiches des Auslaufs (2) gedrückt wird bzw. drückbar ist. - 13 -
5. Verfahren bzw. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlußglied (9) eine Verschlußplatte ist.
6. Verfahren bzw. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlußglied (9) kappen-, kuppen- oder stopfenförmig ausgebildet ist.
7. Verfahren bzw. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Oberflächenschicht
(10) vor dem Verschließen des Auslaufes (2) auf das Verschlußglied (9) aufgebracht wird bzw. aufbringbar ist.
8. Verfahren bzw. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht
(10) auf dem Verschlußglied (9) selbstklebend ist.
9. Verfahren bzw. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (10) bei Temperaturerhöhung, insbesondere unter dem Temperatureinfluß des Auslaufes (2), zunächst erweicht und anschließend aushärtet.
10. Verfahren bzw. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastizität,
Elastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit der Oberflächenschicht (10) einstellbar ist.
11. Verfahren bzw. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Oberflächenschicht
(10) auf der Basis einer keramischen Matrix mit einem organischen Bindemittel, vorzugsweise mit einer Harzbindung, aufgebaut ist.
12. Verfahren bzw. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch - 14
gekennzeichnet, dass die keramische Matrix auf der Basis von Al203 und/oder Zr02 und/oder MgO und/oder Si02 und/oder Sie und/oder Si3N4 aufgebaut ist.
13. Verwendung einer Verschlußvorrichtung für den Auslauf im Boden (1) eines insbesondere metallurgischen Gefäßes, wie eines Elektrolichtbogenofens , mit einem Verschlußglied (9), das quer zu der und gegen die Richtung des durch den Auslauf (2) des metallurgischen Gefäßes ausfließenden Stahls bewegbar ist zur Reparatur des z. B. einen Schlußstein aufweisenden Auslaufes (2) mittels Anpressens einer von dem Verschlussglied (9) getragenen plastischen, elastischen, pastösen, teigartigen oder knetbaren feuerfesten Oberflächenschicht (10) an den bzw. in dem Auslauf (2), z. B. dessen Schlußstein.
14. Verwendung einer Verschlußvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die angepreßte Oberflächenschicht (10) zum Ausgleich von Oberflächenfehlern des Auslaufes (2) oszilliert oder vibriert wird, bevor sie aushärtet.
15. Verwendung einer VerschlußVorrichtung nach den Ansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Bewegung des Verschlußgliedes (9) der hydrostatische, gegebenenfalls der ferrostatische Druck des aus dem Auslauf (2) ausfließenden Mediums, ggf. Stahls, verringert wird.
16. Verwendung einer Verschlußvorrichtung nach dem Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der ferrostatische Druck mechanisch, beispielsweise durch Drosseln und/oder elektro- magnetisch und/oder mittels Unterdrucks verringert wird.
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