DE19730250C1

DE19730250C1 - Stahlwerkskonverter mit Hutkühlung

Info

Publication number: DE19730250C1
Application number: DE19730250A
Authority: DE
Inventors: Guenter Ing Schmitz; Marcel Dipl Ing Fasswald
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2017-07-09
Also published as: US6277325B1; BR9810553A; ATE204340T1; EP0994972A1; CN1262708A; CN1082547C; WO1999002740A1; DE59801223D1; ES2159437T3; EP0994972B1; AU8532098A

Description

Die Erfindung betrifft einen Stahlwerkskonverter, an dessen Gefäßhut eine Hutkühlung vorgesehen ist, die aus eine Vielzahl von Kühlmittelführungen besteht, die in rinnenartige Sammler münden, wobei mindestens ein Kühlmediumzu- sowie -ablauf vorgesehen ist.

Aus DE 33 30 237 C2 ist ein metallurgisches Reaktionsgefäß, insbesondere ein Stahlwerkskonverter bekannt, dessen Gefäßhut mit einer sogenannten Hutkühlung versehen ist. Die Hutkühlung besteht dabei aus mäanderförmig geführten Rohren, wobei regelmäßig mehrere - im vorliegenden Beispiel regelmäßig drei Rohre parallel geführt das Kühlmittel in die gleiche Richtung befördern. Die einzelnen wesentlichen parallel zur Zentralachse des Konverters geführten Rohre enden kopf- und fußseitig in Rinnenstücken.

Aus DE 30 48 199 C2 ist eine Gefäßhutkühlung bekannt, die aus einer sprialförmig um den Konverterhut geführten Rohrleitung besteht.

In bestimmten Betriebsfällen ist es erforderlich, die Hutkühlung schnellstmöglichst leerlaufen zu lassen. Während des Konverterbetriebes können größere Beschädigungen an den Kühlelementen des Konverterhutes auftreten und größere Mengen Wasser austreten. Unter Umständen kann hierbei das Konvertergefäß nicht mehr gekippt werden, um ein Eindringen von Kühlwasser in den Bereich der Stahlpfanne oder der Schlackenpfanne zu verhindern.

Irgendwelche Maßnahmen zum kurzfristigen Kühlmittelablassen sind aus den o. g. Schriften nicht bekannt.

Die Erfindung hat sich daher das Ziel gesetzt, mit einfachen konstruktiven Mitteln einen Ablauf für das Kühlmittel der Hutkühlung zu schaffen, mit der das Kühlmittel in einer Zeit aus dem Kühlsystem ablassbar ist, ohne die Kühlelemente durch zu hohen Druck infolge unzulässiger Dampfbildung zu beschädigen.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird im Bereich des fußseitigen Sammlers des Kühlmediums ein Sammelrohr vorgesehen. Das Sammelrohr steht mit dem Sammler in der Weise in Verbindung, daß das Kühlmedium über Öffnungen oder über Verbindungsrohre aus dem Sammler in dieses gelangt, wobei das Sammelrohr mindestens einen verschließbaren Ablaß besitzt.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung ist ein schneller Ablauf des Kühlmittels aus den Kühlelementen der Hutkühlung gerade in Notsituationen möglich.

Hutkühlungen bestehen üblicherweise aus mäanderförmig angeordneten Kühlelementen. Durch diese Anordnung ist ein Entleeren des Kühlsystems aufwendig und nimmt relativ lange Zeit in Anspruch, da aus strömungstechnischen Gründen die einzelnen Segmente nicht oder nur über einen bewußt gering gehaltenen Durchmesser aufweisende Verbindungsrohre miteinander verbunden sind. Das lang andauernde Abfließen des Kühlmittels beinhaltet aber die Gefahr einer Dampfbildung, was gerade bei heißen Konvertern zu deutlichen Beschädigungen führen kann.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Sammelleitung bildet ein in sich geschlossenen Ring, an dem beliebig viele Ablässe vorgesehen sind. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Ring über Armaturen in Ring-Abschnitten absperrbar, so daß die Möglichkeit besteht, auch einzelne Segmente im Notfall - z. B. bei Beschädigung - schnell alleine Leerlaufen zu lassen.

Bei der in dem Sammler angeordneten Sammelleitung sind als Schlitz oder als Bohrungen ausgestaltete Öffnungen vorgesehen, durch die das Kühlmittel in das Sammelrohr eintritt. Um einen ausreichend großen Austausch zwischen dem Sammler bei gleichzeitiger Auffrischung des im Sammelrohr befindlichen Wassers zu gewährleisten, ist die gesamte Freifläche der Öffnungen in einer Größe ausgestaltet, die bis zum 5-fachen der Austrittsfläche des zugehörigen Kühlmedienablaufs entspricht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die die einzelnen Konverterhutsegmente verbindenden Rohrstücke mit Kompensatoren versehen, so daß Spannungen sowohl am Hut wie auch an der Sammelleitung vermieden werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, diese die Konverterhutsegmente verbindenden Rohrstücke als T-Stücke auszugestalten und mit Absperrorganen zu versehen. Auf einfache Weise läßt sich hier ein beliebiges Ablassprogramm, soweit in den einzelnen Segmenten Entlüftungen vorgesehen sind, des Sammelrohres einstellen.

In einer Ausgestaltung ist das Sammelrohr als Ringleitung außerhalb des Sammlers um den Hut herumgeführt und über Verbindungsrohre mit dem Sammler verbunden. Bei dieser Ausgestaltung wird vorgeschlagen, einen Teilstrom durch das Sammelrohr zu führen, um hier für Frischwasser während des Betriebes zu sorgen.

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

Fig. 1 ein Schema der Hutkühlung

Fig. 2 Detail der Sammelleitung und des Sammlers

Fig. 3 Schaltbild der Entwässerung

In der Fig. 1 ist in der Mitte ein Ausschnitt des Konvertergefäßes 11, und zwar des Konverterhutes 12 einschließlich des Abschlußflansches 15 dargestellt mit Segmenten 13, die mäanderförmig geführte Rohre 21 besitzen. Die Rohre 21 münden kopfseitig in einem Sammler 23 und fußseitig in einem Sammler 22. In Fig. 1a ist im Sammler 22 ein Sammelrohr 24 vorgesehen, in Fig. 1b ist dieses Sammelrohr 24 außerhalb des Sammlers 22 angeordnet und in Fig. 1c ist dieses Sammelrohr 24 als Halbrohr auf dem Konverterhut 12, innerhalb des Sammlers 22 liegend, angebracht. An das Sammelrohr 24 ist in 1a bis 1c ein Ablaß 27 angebracht, der durch Absperrorgane 42 absperrbar ist.

Das im Sammler 22 vorgesehene Sammelrohr 24 ist zwischen den Segmenten über Rohrstücke 34 verbunden. Das in Fig. 1b dargestellte außerhalb der Außenwand 28 angeordnete Sammelrohr 24 ist über Verbindungsrohre 37 mit dem Sammler 22 verbunden.

In den Fig. 1a und lc ist ein Schnitt durch den Konverterhut 12 mit einem Rohr 21, dem Sammler 22 und dem innenliegenden Sammelrohr 24 dargestellt. In Fig. 1b liegt das Sammelrohr 24 außerhalb des Sammlers 22, wobei das Sammelrohr 24 über Verbindungsrohre 37 mit dem Sammler 22 verbunden ist. Weiterhin ist an dem Sammler 22 ein Kühlmedienablauf 26 angeschlossen. An den sowohl innenliegenden wie außenliegenden Sammelrohren 24 in den Fig. 1a bis 1c ist ein Ablaß 27 vorgesehen, der durch ein Absperrorgan 42 absperrbar ist.

In dem kopfseitigen Sammler (23) ist mindestens eine öffenbare Entlüftung (29) vorgesehen.

In der Fig. 2 ist im Detail das Sammelrohr 24 dargestellt, welches im fußseitigen Sammler 22 mit etwa gleicher Distanz zur Wandung 14 des Konverterhutes 12 und zum Grund der Außenwand 28 des Sammlers 22 beabstandet ist. Am Sammelrohr 24 ist der Ablaß 27 angeschlossen.

Im unteren Teil des Bildes ist ein Schnitt durch den Sammler 22 dargestellt mit einem Sammelrohr 24, das Öffnungen 31 besitzt, und zwar im unteren Teil des Bildes in Form von Bohrungen 33 und in der Mitte der Fig. 2 in Form von Schlitzen 32. Die Schlitze sind dabei so angeordnet, daß der Strömung des Kühlmediums W auf dem Weg zum Innenraum des Sammelrohres 24 ein Widerstand entgegengebracht wird, hier als sich öffnender Keil in Richtung Rohrinneres.

Weiterhin zeigt der untere Teil des Bildes Rohrstücke 34, die über Kompensatoren 35 mit dem Sammler 22 verbunden sind. Weiterhin sind die Rohrstücke 34 durch ein Absperrorgan 41 absperrbar, hier in Form eines Dreiwegehahnes, der an dem Kühlmedienablauf 26 angeschlossen ist.

Fig. 3 zeigt das Schema der Segmente 13 mit den meanderförmig geführten Rohren 21, die kopfseitig an dem Sammler 23 und fußseitig an dem Sammler 22 angeschlossen sind.

Der Sammler 23 ist an die Kühlmedienzufuhr 25 und an dem Kühlmedienablauf 26 angeschlossen und darüber hinaus mit dem Sammelrohr 24 verbunden. Das Sammelrohr 24 steht mit einer Wasserversorgung 36 in Verbindung.

Die Kühlmedienzufuhr 25 und die Wasserversorgung 36 sind über ein Umschaltventil 51 umschaltbar. Hierbei wird die Richtung des über die Kühlmedienzufuhr 25 und die Wasserversorgung 36 zugeführte Strömungsrichtung umgekehrt.

Im vorliegenden Schemabild ist weiterhin noch dargestellt, daß die Kühlmedienzufuhr 25 mit einer Pumpe 45 für den Hauptstrom, also etwa 90% der Wassermenge, die Wasserversorgung 36 mit einer Pumpe 46 für den Nebenstrom, also etwa 10% der Wassermenge, und der Kühlmedienablauf 26 nach seinem Leerlauf zur Belüftung der anderen Segmente über das Verbindungsstück 43 dient.

Bezugszeichenliste Stahlwerkskonverter

11

Konvertergefäß

12

Konverterhut

13

Segment

14

Wandung Hutsegment

15

Flansch

Kühleinrichtung

21

Rohr (mäanderförmig)

22

Sammler fußseitig

23

Sammler kopfseitig

24

Sammlerrohr

25

Kühlmedienzufuhr

26

Kühlmedienablauf

27

Ablaß

28

Außenwand

29

Entlüftung

Verbindungen

31

Öffnung

32

Schlitz

33

Bohrung

34

Rohrstück

35

Kompensator

36

Wasserversorgung

37

Verbindungsrohr

Armaturen

41, 42

Absperrorgan

43

Verbindungsstück

44

Auffangbehälter

45

Pumpe Hauptzufuhr

46

Pumpe Nebenzufuhr
W Kühlmittel
A_F

Freie Fläche Öffnungen
A_A

Austrittsfläche
a Distanz

Umschalteinrichtung

51

Umschaltventil

Claims

1. Stahlwerkskonverter an dessen Gefäßhut eine Hutkühlung vorgesehen ist, mit mäanderförmig angeordneten Leitungen zur Führung des Kühlmediums, die am Kopf- und Fußbereich des Konverterkopfes in mindestens einem rinnenartigen Sammler münden, wobei mindestens ein Kühlmedienzu- sowie -ablauf für das Kühlmedium vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des fußseitigen Sammlers (22) ein Sammelrohr (24)vorgesehen ist,
daß das Sammelrohr (24) zumindestens einer der Seitenwände des fußseitigen Sammlers beabstandet ist,
daß das Sammelrohr (24) mindestens einen verschließbaren Ablass (27) aufweist und mit dem fußseitigen Sammler (22) in der Weise in Verbindung steht, daß das in dem Sammler (22) befindliche Kühlmittel (W) in das Rohrinnere des Sammelrohrs (24) führbar ist.

2. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (24) zu beiden Seiten und dem Grund des fußseitigen Sammlers (22) in etwa gleicher Distanz (a) beabstandet angeordnet ist, und daß in der Wandung des Sammelrohres (24) Öffnungen (31) eingebracht sind, über die das Kühlmittel (W) vom fußseitigen Sammler (22) in das Rohrinnere des Sammelrohres (24) führbar ist.

3. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (31) als Schlitz (32) ausgestaltet sind.

4. Stahlwerkskonverter nach den Ansprüchen 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (31) Bohrungen (33) sind.

5. Stahlwerkskonverter nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (31) des Sammelrohres (24) eine das Einströmen des Kühlmediums (W) während des Betriebes behindernde Formen aufweisen, z. B. eine konische Gestalt mit in Strömungsrichtung sich öffnenden Seitenwänden besitzen.

6. Stahlwerkskonverter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Freifläche der Öffnungen (31) bis zum 5-fachen der Austrittsfläche des zugehörigen Kühlmedienablaufs (26) entspricht.

7. Stahlwerkskonverter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei segmentförmiger Aufteilung der Konverterhutkühlung geschlossene Rohrstücke (34) vorgesehen sind, die die in den Segmenten (13) angeordneten mit Öffnungen (31) versehenen Sammelrohre (24) verbinden.

8. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rohrstücke (34) über Kompensatoren (35) mit der Wandung (14) der Konverterhutsegmente (13) verbunden sind.

9. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke (34) als T-Stücke ausgestaltet sind und daß je Ablaß (27) ein Absperrorgan (41) vorgesehen ist.

10. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (24) zur Außenwand (28) des fußseitigen Sammlers (22) beabstandet ist und mit diesem über Verbindungsrohre (37) verbunden ist.

11. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (24) durch Absperrorgane (41, 42) absperrbar ist und daß jeweils zwischen zwei Absperrorganen (41, 42) mindestens ein Kühlmedienablauf (26) vorgesehen ist.

12. Stahlwerkskonverter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (24) an einer Wasserversorgung (36) angeschlossen ist, über die eine Teilmenge zwischen Q_T = 5 bis 15% × Q führbar ist.

13. Stahlwerkskonverter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem kopfseitigen Sammler (23) mindestens eine öffenbare Entlüftung (29) vorgesehen ist.

14. Stahlwerkskonverter nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Umschaltventile (51) vorgesehen sind, mit denen die Kühlmedienzufuhr (25) und gegebenenfalls die Wasserversorgung (36) umschaltbar und der Kühlmedienablauf (26) abschaltbar ist.