Sprühgekühlter Deckel

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen sprühgekühlten Deckel für kippbare metallurgische Gefäße, von denen dieser abhebbar und wegschwenkbar ist, mit planparallel angeordneten kreisförmigem Ober- und Unterteil und dazwischen angeordneten, an eine Kühlmittelzufuhr angeschlossenen Sprühelementen sowie mit einem Kühlmittelabfluß, der über koaxial geführte Abflußleitungen mit einer Übergabestation des Kühlflüssigkeit ans Werksnetz anschließbar ist.
Mit der Erfindung wird in konstruktiv einfacher Weise ein sicheres Zu- und Abführen des Kühlflüssigkeit in jeder beliebigen Lage des Deckels erreicht und ferner des Einsatz fremdgetriebener Pumpen, die üblicherweiser für das Absaugen der Kühlflüssigkeit erforderlich sind, unnötig.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen sprühgekühlten Deckel für kippbare metallurgische Gefäße.

[0002] Solche Deckel werden auf dem Ofengefäß abgelegt und bleiben während des Betriebes auf diesen liegen. Dabei machen sie sämtliche Bewegungen, insbesondere das Kippen des Gefäßes mit. In bestimmten Betriebsphasen, beispielsweise beim Chargieren, wird der Deckel vom Gefäß angehoben und zur Seite geschwenkt.

[0003] Diesen von der Normallage verschiedenen Deckelpositionen kommt der Kühlmittelzu- und -abfuhr bei sprühgekühlten Deckeln eine besondere Bedeutung zu. Aus der Schrift US-PS 4 715 042 ist ein sprühgekühlter Deckel bekannt, bei dem das Kühlmedium mittels Venturi-Pumpen abgesaugt wird. In der betrieblichen Praxis hat sich gezeigt, daß diese Pumpenart nicht in der Lage ist, größere Mengen an Kühlflüssigkeit abzusaugen. In besonderen Fällen sammelt sich Wasser im Deckel an, daß statt der Sprühkühlung hier eine normale Wasserkühlung vorliegt mit dem negativen Effekt, daß es in diesem Bereich zu überhitzungen von Deckelteilen kommen kann.

[0004] Aus der Schrift US-PS 47 89 991 ist ein sprühgekühlter Deckel bekannt, bei dem Scheibenpumpen zum Einsatz kommen, die in der Lage sind, größere Wassermengen abzusaugen. Darüber hinaus sind sie geeignet. auch nach einem möglichen Trockenlauf, das bedeutet, wenn der Wasserfaden auf der Ansaugseite abreißt, den Betrieb unbeschadet wieder aufzunehmen. Diese Pumpen sind über Schläuche mit dem sprühgekühlten Deckel verbunden und erlauben somit ein Kippen des Deckels. Zum Schwenken des Deckels ist es erforderlich, diese Schläuche mittels Schnellkupplungen von Deckel zu lösen. Als weiterer Nachteil sei noch erwähnt, daß bei dem bekannten Zu- und Abführen der Kühlflüssigkeit nicht nur Pumpen für das Sprühwasser, sondern auch fremdgetriebene Pumpen für das Absaugen der Kühlflüssigkeit erforderlicln sind.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, einen sprühgekühlten Deckel der genannten Gattung zu schaffen, bei dem in konstruktiv einfacher weise ohne den Einsatz von Fremdenergie ein sicheres Zu- und Wegführen der Kühlflussigkeit in jeder beliebigen Lage des Deckels möglich ist.

[0006] Die Erfindung löst die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

[0007] Zum Wegführen der Kühlflüssigkeit, die über Pumpen dem Deckel zugeführt und über Sprühdüsen auf der Unterseite des Deckels verteilt sich in einer am Rand des Deckels vorgesehenen Rinne sammelt, sind zwei Abführleitungen vorgesehen, die den größten Teil ihrer Strecke koaxial geführt werden und in einer gemeinsamen übergabestation der Kühlflüssigkeit an das Werksnetz enden. Die Übergabestation weist zum tiefst möglichen Betriebspunkt des Deckels eine Entfernung auf, so daß ein sicheres Abfließen des Kühlmediums durch Schwerkraft gewährleistet ist. Der Einsatz von Absaugpumpen erübrigt sich damit.

[0008] Das Absaugen des Kühlmediums im Deckel erfolgt an zwei Stellen, u.z. am Schnittpunkt der Mittenachse des Deckels mit dem Randbereich einmal zum Abstich und einmal zur Abschlacktür weisend.

[0009] Hierzu ist in der am Außenrand des Deckels vorgesehenen Rinne ein Tunnel vorgesehen, der rüsselförmig einenends im Scheitelpunkt Abstechen bzw. Abschlacken mündet und anderenends mit am Deckelrand angeordneten Rohrleitungen in Verbindung steht. Diese Abflußrohre sind im Bereich des Deckels als Vierkantrohre ausgebildet, da so eine Bodengleichheit mit dem Scheitel der Rinne erreicht wird und ein sicheres Abfließen des Kühlmediums möglich ist.

[0010] Das Vierkantrohr, das zum Abfluß des Kühlmediums aus dem Bereich der Abstichseite dient, ist parallel zur Kippachse im Bereich des Deckelscheitels, der dem Abstichloch zugewandt ist, angeordnet. Hierdurch ist es möglich, bei der Kippstellung "Abstechen", das sich in dieser Kippstellung im Bereich des Deckelscheitels sammelnde Wasser sicher abfließen zu lassen.

[0011] Die Abflußleitung, die mit dem der Abschlackklappe zugewandten Deckelscheitel in Verbindung steht, ist als Vierkantrohr ausgebildet, so daß der Bereich, in dem es mit dem Deckelrand in Verbindung steht, kastenförmig ist. Der Mittelpunkt dieses Kastens stimmt mit der kippachse überein. Der Kasten erstreckt sich dabei in Richtung Abschlackseite des Deckels und ist somit geeignet, über einen weiten kippwinkelbereich des Deckels über den Absaugtunnel Kühlflüssigkeit aus dem abschlackseitigen Deckelscheitel abzuführen. Von der Abschlackseite wegweisend ist das Vierkantrohr unter einem Winkel der übergabestation zugeneigt angeordnet. Die Verhältnisse von Rinnentiefe des Deckels und Kastengröße des Abflußrohres sind so gewählt, daß das Kühlmittel in der Abschlackphase sicher vom Deckel weggeleitet wird, ohne daß sich Wasser außerhalb der Rinne ansammeln kann.

[0012] Die Kühlwasserabfuhr ist dabei so ausgestaltet, daß nicht nur die Kippbewegung des Deckels, sondern auch das Wegschwenken ohne Unterbrechung der Wasserzu- und -abfuhr möglich ist.

[0013] Hierzu werden wesentliche Teile der Leitungsführungen aus Schläuchen gebildet, die ohne Beschädigung Torsionen und Biegungen aufnehmen können. Hierzu sind Schläuche vorgesehen, die einenends mit den Deckelabflußrohren verbunden sind und anderenends auf einem Schwenkarm drehbar gelagert werden. Bei einem Kippen des Deckels, sei es in Abstech- oder Anschlackrichtung, wird diese Bewegung ohne Verlagerung des Schwenkarms durchgeführt. Bei einem Schwenken des beckels wird der Schwenkarm vergleichbar mit der Bewegung des Deckeltragarmes bewegt und ermoglicht somit ein Schwenken des Deckels mit angeschlossenen Schläuchen. Die Bewegung der Schwenkarmspitze wird wiederum ausgeglichen von einem weiteren Schlauch, der über Drehgelenke mit der endgültigen Verrohrung der Abführleitung in Verbindung steht, die mit der übergabestation des Kühlmediums an das Werksnetz verbunden ist. Je nach Ausführung und Ausnutzung der geometrischen Verhältnisse, d.h. also Anordnung der Schwenksäule und Länge des Schwenkarmes besteht die Möglichkeit, den Deckel mit angeschlossener Kühlwasserversorgung so weit zu schwenken, daß das Ofengefäß komplett freigegeben werden kann.

[0014] Ein Beispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargelegt. Es zeigen:

Fig. 1

eine übersicht einer Ofenanlage,

Fig. 2.1

einen Deckelschnitt,

Fig. 2.2

eine teilweise geschnittene Ansicht A aus Fig. 2.1,

Fig. 3

eine Deckeldraufsicht,

Fig. 4

die Kinematik einer Deckelschwenkung als Draufsicht,

Fig. 5

die Kinematik einer Deckelschwenkung als Seitenansicht.

[0015] Die Fig. 1 zeigt die Übersicht einer Ofenlage mit einem metallurgischen Gefäß 10, das eine Kippeinrichtung 11 aufweist, mit der das Gefäß in die Stellung Abstechen 12 mit tiefliegender Abstichöffnung 14 und in die Stellung Abschlacken 13 gebracht werden kann. Der Kippwinkel beim Abstechen ist mit "α" und der beim Abschlacken mit "β" bezeichnet. Das metallurgische Gefäß 10 ist mit einem Deckel 20 mittels einer Deckelhubvorrichtung 15 verschließbar. Die Deckelhubvorrichtung 15 ist dabei über eine Deckeldrehsäule 16 (in Fig. 4 dargestellt) vom Ofengefäß 10 wegschwenkbar. Am Deckel 20 angeordnet sind Abflußrohr 31 und 41.

[0016] Die Fig. 2.1, 2.2 und 3 zeigen den Deckel im Schnitt in einer Teilansicht und in der Draufsicht. Der Deckel 20 weist ein Deckelunterteil 23 und ein Deckeloberteil 24 auf, zwischen denen Sprühelemente 21 zum Versprühen von Kühlflüssigkeit angeordnet sind. Der Deckelrand 22 ist als Rinne 25 ausgebildet, innerhalb der eine Trennwand 26 sowie eine Haube 27 vorgesehen ist. Die Tennwand 26, die Haube 27 und der Deckelrand 22 sind als Rohr zusammengefügt, welches sich von der Kippachse Ii in Richtung Abstichöffnung 14 erstreckt.

[0017] Im rechten Winkel zur Schwenkachse III ist eine Abflußleitung (Abstich) 30 vorgesehen, die ein Abflußrohr 31 aufweist, das in Deckelnähe als Vierkantrohr 32 ausgebildet ist.

[0018] Tangential vom Deckelrand im Bereich der Kippachse II beginnend, ist eine Abflußleitung (Schlacke) 40 vorgesehen, die ein Abflußrohr 41 aufweist, das in Deckelnähe als Vierkantrohr 42 ausgebildet ist. An den Abflußrohren 31, 41 sind Kupplungen vorgesehen, u.z. die Kupplungsstücke 61 und 62.

[0019] Die Fig. 4 und 5 zeigen die Kinematik einer Deckelschwenkung, u.z. als Draufsicht und als Seitenansicht. Der Deckel 20 wird, beispielsweise während des Beschickungsvorganges, in die Stellung 20 vom Gefäß 10 mit seinem Abstich 14 weggeschwenkt. Die Abflußrohre 31 und 41 einschließlich der Kupplungsstücke 61, 62 werden dabei mitgeschwenkt. Bei Verwendung der Deckeldrehsäule 16 als Schwenkvorrichtung 80 wird diese Schwenkbewegung von dem Schwenkarm 83 ebenfalls durchgeführt, so daß die Anschlußschläuche 33 und 43 sowie die Kupplungsstücke 64 und 65 in gleicher Geschwindigkeit und gleichem Winkel mitschwenken. Die zwischen dem Kopfende 81 des Schwenkarmes 83 und den Drehgelenken 36, 46, die an einem Abführrohr 47 befestigt sind, angeordneten Verbindungsschläuche 35, 45 nehmen diese Bewegung elastisch auf. Beim Schwenken des Deckels braucht somit keine Schlauchverbindung gelöst zu werden.

[0020] Das Abführrohr 47 mündet in einer übergabestation 70, die einen übergabebehälter 71 aufweist, der mit einem Werksnetz 79 in Verbindung steht. Der übergabebehälter weist zum Deckel einen Abstand c auf.

[0021] An dem Deckel 20 ist eine Zuflußleitung 50 angeordnet, die aus einem Zuflußrohr 51 und einem Zuflußschlauch 53 besteht.

Ansprüche

1. Sprühgekühlter Deckel für kippbare metallurgische Gefäße, von denen dieser abhebbar und wegschwenkbar ist, mit planparallel angeordnetem kreisförmigem Ober- und Unterteil und dazwischen angeordneten, an eine Kühlmittelzufuhr angeschlossenen Sprühelementen sowie mit einem Kühlmittelabfluß, der über zwei koaxial geführte Abflußleitungen mit einer übergabestation der kühlflüssigkeit ans Werksnetz anschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Rand des Deckelunterteils (23) des Deckels (20) eine rinnernartige Absenkung (25) vorgesehen ist, an die im Schnittpunkt mit der Kippachse (II) des Deckels (20) ein Abflußrohr (41) der tangential und in einem mindestens dem Kippwinkel des Gefäßes entsprechenden Winkel "γ" zum Deckelunterteil (23) geführte Abflußleitung (40) und an die im Bereich des der Abstichöffnung (14) zugeneigten Teils des Deckels (20) parallel zur Kippachse (II) ein zum Deckelunterteil (23) einen Winkel "δ" aufweisendes Abflußrohr (31) angeschlossen ist,
daß der mit der rinnenförmigen Absenkung (25) verbundene Teil der Abflußrohre (31, 41) als Vierkantrohre (32, 42) ausgebildet sind und
daß baugleich und in räumlicher Nähe vorgesehene Mündungen der Abflußrohre (31, 41) Kupplungsteile (61, 62) aufweisen, an die Anschlußschläuche (33, 43) ankuppelbar sind, und
daß die Abflußrohre (31, 41) mit der übergabestation (70) in Verbindung stehen, die von der tiefsten Lage des gekippten Deckels (20) einen vertikalen Abstand (c) aufweist, der ein sicheres Abfließen des Kühlmediums aufgrund der Schwerkraft unter Berücksichtigung aller Widerstände zuläßt.

2. Sprühgekühlter Deckel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Scheitel der rinnenförmigen Absenkung (25> eine Trennwand (26) befestigt ist, die mit einer am Deckelrand (22) vorgesehenen Haube (27) einen Tunnel bildet,
daß der Tunnel (26, 27) im die Abflußleitungen (30, 40) aufweisenden Teil des Deckels (20) angeordnet ist und
daß eine Scheidewand (28) zum Trennen der den Abflußleitungen (30, 40) zuordnenbaren Kühlmittelströme aufweist.

3. Sprühgekühlter Deckel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Vierkantrohr (42) sich über einen Bereich von 30 bis 40 Grad des Umfangwinkels des Deckels (20) erstreckt und dabei im Rand der Kippachse (II) ein Abstand (a) vom Deckelrand (22) von Größe 1/3 des Rohrdurchmessers der Abflußleitung (40) aufweist.

4. Sprühgekühlter Deckel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mündung der Abflußrohre (31, 41) einen zur Längsachse (III) und zum Unterteil (23) des Deckels (20) gleichen Abstand aufweisen.

5. Sprühgekühlter Deckel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß an die Kupplungsstücke (61, 62) Anschlußschläuche (33, 43) kuppelbar sind, die unter einem Winkel "ε" von 10 Grad zur Horizantalen weggeführt anderenends an Rohrstücke (34, 44) ankuppelbar sind, die am Kopfende (81) eines Schwenkarmes (83) einer Schwenkvorrichtung (80) angeordnet sind.

6. Sprühgekühlter Deckel nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwenkarm (83) eine Schwenksäule (82) aufweist, die außerhalb des Ofengefäßes (10) unterhalb der Schwenkebene des Deckels (20) im Bereich der Kippachse (II) angeordnet ist und räumlich in einer Weise angeordnet ist, daß ein behinderungsfreies Schwenken des Deckels (20) einschließlich der Zu- und Abflußleitungen (30, 40, 50) erfolgen kann.

7. Sprühgekühlter Deckel nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenksäule (82) die Deckeldrehsäule (16) ist, an der der der Schwenkarm (83) einen Radius (r) von 0,5 bis 0,8 des Abstandes (R) von der Deckeldrehsäule (16) zur Mündung der Abflußrohre (31, 41) aufweist,

8. Sprühgekühlter Deckel nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß Verbindungsschläuche (35, 45) vorgesehen sind, die einenends an den Rohrstücken (34, 44) und anderenends an Drehgelenken (36, 46) befestigt sind.

9. Sprühgekühlter Deckel nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehgelenke (36, 46) am Kopfende von Abführrohren (37, 47) angeordnet sind, die fußendig mit der übergabestation (70) des Kühlmediums zum Werksnetz (79) verbunden sind.

10. Sprügekühlter Deckel nach einem der o.g. Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Zuführleitung (30) für das Kühlmittel vorgesehen ist, die mindestens im Bereich der Verbindungsschläuche (35, 45) koaxial zu den Abflußleitungen (30, 40) angeordnet ist.

Zeichnung