DE4423334C1 - Gekühlter Konvertertragring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gekühlten Konvertertragring, der im Abstand zum Konverter angeordnet, diesen umgreift und der an eine Kühlmittelversorgungsstation angeschlossen ist.

Konverter für die Stahlerzeugung sind ab einer gewissen Größe in losen Tragringen gelagert. Bei der gesteigerten Anforderung an die Leistungsfähigkeit des Konvertergefäßes, insbesondere bei der Verwendung von feuerfest Ausmauerungen mit hohem Kohlenstoffgehalt, wird die thermische Belastung der Konverterwand wie auch die des Tragringes immer höher. Diese thermische Belastung wirkt sich auch auf den mit einem Abstand von etwa 100 bis 200 mm vom Konverter angeordneten Tragring aus.

Um ein Überschreiten der zulässigen Grenzen des Gefäßmantels zu verhindern, um gleichzeitig die thermische Belastung des Konvertragringes zu mindern, wird in den Zwischenraum zwischen Ring und Gefäßmantel ein Kühlmedium geführt. So ist aus der Schrift DE 38 27 828 A1 ein Luftkühlsystem für mit losem Tragring ausgerüstete warmgängige metallurgische Gefäße bekannt, bei dem auf der Außenseite des Tragringes Luftkanäle angeordnet sind, über die Kühlluft zwischen Tragring und Außenwand des metallurgischen Gefäßes geführt wird. Nachteil dieses Luftkühlsystems ist nicht nur die geringe Fähigkeit von gasförmigen Medien, Wärme abzuführen, sondern auch das aus Umweltgründen recht ungern gesehene Abblasen der Luft.

Weiterhin ist es bekannt, den Tragring zum Zwecke der Kühlung vollständig mit Wasser zu füllen. Das durch die Tragzapfen zu- bzw. abgeführte Wasser erhöht in nachteiliger Weise das Gewicht des Tragringes. Darüber hinaus kann bei besonderen Störfällen, beispielsweise bei einem Gefäßdurchbruch der Tragring in Mitleidenschaft gezogen werden, so daß in gefährlicher Weise flüssige Schmelze und nicht beeinflußbare Wassermengen unterhalb des Konverters zusammentreffen. Darüber hinaus kommt es bei hohen thermischen Belastungen des Tragringmantels, insbesondere bei der geringen Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers, an der Innenwand zu Bläschenbildungen - sogen. Leidenfrosteffekt - mit der negativen Folge, daß die Wärmeabfuhr an diesen Stellen behindert wird.

Durch das Auffüllen des Innenraums des Konvertertragringes mit Kühlwasser ist er für Kontroll- und Wartungsarbeiten nicht zugänglich.

Es ist ferner aus der AT-PS 338 307 eine mäanderförmig verlegte, von einem flüssigen Kühlmittel durchströmte Rohrschlange bekannt. Sie wird jedoch nicht zur Kühlung des Konvertragringes, sondern zur Kühlung des Konverters im Bereich zwischen Tragring und Mündung verwendet.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, ein Kühlsystem für einen Konvertertragring zu schaffen, der mit einfachen Mitteln eine freie Zugänglichkeit des Tragringes erlaubt und mit geringem Energieaufwand eine sichere Kühlung der belasteten Tragringflächen gewährleistet. Die Erfindung löst dieses Problem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Erfindungsgemäß wird am Mantel des Konvertertragringes eine überwiegend mäanderartig verlegte rohrförmig ausgebildete Kühlmittelführung vorgesehen. Teile der Kühlmittelführung, beispielsweise bei Durchbrüchen durch die Querschottbleche können dabei durch parallel geführte Rohre ausgestaltet sein. Durch diese Rohrschlange wird Kühlwasser in relativ geringer Menge aber mit relativ hoher Geschwindigkeit geführt. Die Rohrschlange ist dabei so angeordnet, daß die einzelnen parallel geführten Rohrstücke mindestens einen Abstand des doppelten Durchmessers (bezogen auf die Mittellinie) aufweisen, so daß von einer Kühllinie aus breite Teile des Tragringmantels gekühlt werden, ohne dabei mit dem Kühlmedium in Kontakt zu treten. Der Vorteil hiervon ist nicht nur die Möglichkeit der Reduzierung der erforderlichen Kühlmittelmenge bei gleichzeitiger Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit sondern auch das Belassen von freien Flächen zwecks Kontrolle des Tragringmantels beispielsweise nach Rissen o. a. Weiterhin läßt sich bei extremen Notfällen, etwa bei örtlicher Zerstörung des Tragringes, die Kühlmittelzufuhr kurzfristig stoppen, ohne daß größere Wassermengen nachfließen.

Die Erfinder schlagen weiterhin vor, einen Teil des Tragringmantels mit in das Kühlsystem einzubeziehen. Zum Einsatz kommen hierzu Rohrprofile wie Halbrohr, Winkel- und U-Profil. Diese lassen sich über einfache Schweißnähte innig mit dem Tragringmantel verbinden.

In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Kühlblock vorgeschlagen, der beispielsweise aus Aluminium besteht und miteinander verbundene Bohrungen aufweist. Dieser Block wird über eine Kontaktmasse gegen die Innenfläche des Tragringes gedrückt. Weiterhin wird vorgeschlagen, die Kühlmittelführungen in separate Kühlkreisläufe aufzuteilen und diese an eine Regeleinrichtung anzuschließen. Durch diese Maßnahme kann der Energieverbrauch noch weiter gesenkt werden, da hier an die Belastung angepaßt die Kühlung in Gang gesetzt werden kann.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt. Dabei zeigt die

Fig. 1 einen Schnitt durch den Konvertertragring

Fig. 2 Ausgestaltungen der Rohrschlange

Fig. 3 eine Meß- und Regeleinrichtung der Kühlwasserführung.

In der Fig. 1 ist als Ausschnitt der mit einer feuerfesten Auskleidung 12 versehene Konvertermantel 11 des Konverters 10 dargestellt. Vom Konverter 10 beabstandet ist ein Konvertertragring 20 angeordnet, der mit dem Tragringmantel 21 verbundene Querschote 26 besitzt. An der Innenfläche 22 ist am Obergurt 23, am Untergurt 25 sowie auf der dem Konverter 10 zugewandten Innenseite 24 des Tragringmantels 21 eine Rohrschlange 31 vor gesehen, deren Durchmesser mit dem Bezugszeichen D versehen ist. Der Abstand der Mittenachsen I zweier Rohrschlangen 31 ist mit "a" bezeichnet.

In der Fig. 2 sind verschiedene Ausführungsformen dieser als Rohrprofil 32 ausgebildeten Rohrschlange dargestellt, die in den ausgeführten Beispielen an der Innenseite 24 des Tragringmantels 21 angebracht sind. In der linken oberen Hälfte der Fig. 2 ist das Rohrprofil 32 als Vierkant 33 ausgebildet, das an der Innenseite 24 angeschweißt ist und über eine Kontaktmasse 41 wärmestrommäßig mit dieser verbunden ist. In dem danach folgenden Beispiel ist ein Winkel 34, ein Halbrohr 35 und ein U-Profil 36 dargestellt, wobei die jeweils freien Enden der Profile mit der Innenseite 24 verbunden sind und mit dieser das Rohrprofil 32 bilden.

Auf der linken Seite der Fig. 2 sind im mittleren und im unteren Teil beispielhaft Rohrprofile dargestellt, und zwar ein Winkelprofil und ein Halbrohr. Hierbei bezeichnet UT den Umfangsteil des Rohrprofils an der Innenfläche 2 der Innenseite 24 des Tragringmantels 21, und UR bezeichnet den Restumfang auf der Innenseite der Profile 32.

Als letztes Beispiel ist ein Block 37 dargestellt, in dem Bohrungen 38 eingebracht sind. Der Block 37 ist über eine Kontaktmasse 41 mit der Innenseite 24 des Tragringmantels 21 verbunden.

Die Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Obergurt 23 und den Untergurt 25 sowie die Querschote 26 des Tragringes 20. In Draufsicht ist der mäanderförmige Verlauf der Rohrschlange 31 dargestellt, und zwar in der linken Seite der Kühlkreislauf Kl mit einer im wesentlichen vertikalen Fließrichtung und der rechten Seite der Kühlkreislauf K2 mit einer im wesentlichen horizontalen Kühlschlangenführung. Die Kühlkreisläufe K1 und K2 sind mit einer Steuer- und Regeleinrichtung 54 verbunden, die ein Sicherheitsventil 51, einen Druckwächter 52 sowie einen Temperaturfühler 53 aufweisen.

Bezugszeichenliste

10 Konverter
11 Konvertermantel
12 feuerfest Auskleidung
20 Tragring
21 Tragringmantel
22 Innenfläche
23 Obergurt
24 Innenseite
25 Untergurt
26 Querschot
30 Kühlmittelführung
31 Rohrschlange
32 Rohrprofil
33 Vierkant
34 Winkel
35 Halbrohr
36 U-Profil
37 Block
38 Bohrungen
40 Wärmeübertragung
41 Kontaktmasse
50 Regelkreis
51 Sicherheitsventil
52 Druckwächter
53 Temperaturfühler
54 Steuer- und Regeleinrichtung
a Abstand
D Durchmesser
I Mittenachse
K Kühlkreislauf.

Claims (7)

1. Gekühlter Konvertertragring, der im Abstand zum Konverter angeordnet diesen umgreift und der an eine Kühlmittelversorgungsstation angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Innenfläche (22) des Stahlmantels (21) mindestens der dem Konverter (10) zugeneigten Innenseite (24) des Konvertertragringes (20) eine überwiegend mäanderartig verlegte, von einem flüssigen Kühlmittel durchströmte Rohrschlange (31) vorgesehen ist,
daß bei der Rohrschlange (31) ein Teil des Rohrprofils (32) von der Innenfläche (22) des Tragringmantels (21) gebildet wird, und
daß der Abstand (a) zweier benachbarter Rohrschlangen (31) bezogen auf ihre Mittenachsen (I) mindestens das 2fache ihres Durchmessers (D) beträgt.

2. Gekühlter Konvertertragring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Teil des Rohrprofils bildende Innenfläche (22) des Konvertertragringmantels (21) weniger als die Hälfte der Gesamtinnenfläche umfaßt und der übrige Teil des Rohrprofils als Winkel (34) ausgebildet ist.

3. Gekühlter Konvertertragring nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die gemeinsame Wand-der Rohrschlange (31) bildende Innenfläche (22) des Konvertertragringes (20) im Querschnitt dem Umfang UT < 0,7 UR entspricht, wobei UT der von der Tragringinnenfläche gebildete Umfang und UR der Restumfang des Rohrprofils (32) ist.

4. Gekühlter Konvertertragring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (31) durch Bohrungen (38) in einem Kühlblock (37) gebildet wird, wobei der Kühlblock (37) über eine Kontaktmasse (41) ganzflächig mit der Innenfläche (22) des Konvertertragringes (20) verbunden ist.

5. Gekühlter Konvertertragring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlblock (37) aus Aluminium ist.

6. Gekühlter Konvertertragring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmasse (41) eine Paste mit hoher Leitfähigkeit ist.

7. Gekühlter Konvertertragring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelführung (30) in separate Kühlkreisläufe (K1-Kn) aufgeteilt ist.