Wassergekühlte Pfannenhaube

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine wassergekühlte Pfannenhaube (1, 2, 3) für Gießpfannen (12), mit in Rohr-an-Rohr- und/oder Rohr-Spalt-Rohr-Schweißung angeordneten Kühlrohren (8), mit einer im oberen Haubenteil (3) angeordneten Öffnung (10) zur Durchführung von Elektroden (9) und Absaugöffnungen (4, 5) zum Absaugen der Rauchgase.
Der untere, äußere Haubenteil (1) und der untere, innere Haubenteil (2) sind in Arbeitsposition unmittelbar über dem oberen Rand (23) der Pfanne (12) positioniert und an einer Deckelhubvorrichtung (19) befestigt. Der innere Rohrzylinder (8.2) der inneren Haube (2) ist länger als der äußere Rohrzylinder (8.1) der äußeren Haube (1) ausgebildet.
Die heißen Rauchgase werden gezielt durch Absaugöffnungen (4) in ein erstes Gasführungsrohr (6), die weniger heißen Rauchgase werden durch Absaugöffnungen (5) in ein zweites Gasführungsrohr (7) gesaugt und von dort zwei Entstaubungsanlagen (20, 21) zugeleitet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine wassergekühlte, mehrteilige Haube für metallurgische Gefäße, insbesondere Gießpfannen, mit in Rohr-an-Rohr- und/oder Rohr-Spalt-Rohr-Schweißung angeordneten Kühlrohren, mit einer im Deckel der Haube angeordneten Öffnung zum Einsatz eines ff-Herzstückes zur Durchführung von Elektroden und Öffnungen zur Abführung von Rauchgasen.

[0002] Bei dem Betrieb von Pfannenöfen zur metallurgischen Nachbehandlung von Stahlschmelzen aus Konvertern, Lichtbogenöfen oder dergleichen ist es üblich, das Austreten der heißen und staubbeladenen Abgase über den Pfannenrand in die Halle dadurch zu verhindern, daß die Absaugung der Abgase durch einen an der Pfannenhaube angebrachten Rohrleitungsstutzen erfolgt. Zusätzlich zur Absaugung über die Öffnungen an der Pfannenhaube werden weitere Absaugstellen an der den Pfannenrand der Stahlgießpfanne überlappenden Pfannenhaube angeordnet bzw. die Pfannenhaube wird auf den Pfannenrand oder eine zusätzliche Einrichtung zur Abstützung aufgelegt.

[0003] Aus der DE 31 47 337 C2 ist eine wassergekühlte Haube für metallurgische Gefäße, insbesondere Gießpfannen, mit Kragen und Deckelteil bekannt, die aus dicht an dicht oder mit geringem Spalt angeordneten Kühlrohren, die durch aufgesetzte Kappen zu einer meanderförmigen Kühlwasserführung vereinigt sind, besteht, wobei der Kragen im wesentlichen aus vertikal verlaufenden Kühlrohren aufgebaut ist, das Deckelteil einerseits in Umfangsrichtung verlaufende Kühlrohre und andererseits ein selbsttragendes Herzstück aufweist, wobei das Herzstück drei um 120° versetzte, runde Elektrodendurchführung besitzt und die Elektrodendurchführungen von Kühlkränzen umgeben sind, die aus einer Mehrzahl von übereinander in Umfangsrichtung der Elektrodendurchführungen verlaufenden Kühlrohren aufgebaut sind, die Kühlkränze im Zentrum des Deckelteils zusammengeführt und an die Kühlkränze außenseitig obere Tragflansche angeschweißt sind, die mit Zwickeln zwischen die Elektrodendurchführungen fassen.

[0004] Aus der DE 34 27 086 C1 ist ein metallurgisches Gefäß mit einem unter Belassung eines peripheren Luftspaltes darüber angeordneten Hitzeschild bekannt, der mindestens eine Öffnung aufweist, durch die jeweils von außen eine Sonde, Lanze oder Elektrode in den Innenraum des Gefäßes geführt wird und mit einer um den Hitzeschild gelegten, nach unten offenen Absaugehaube, die über den peripheren Luftspalt hinrausreichend das Gefäß umgibt und wobei der zwischen dem Hitzeschild und der Absaughaube gebildete Luftraum an eine Absaugvorrichtung angeschlossen ist. Um ein metallurgisches Gefäß der oben erwähnten Art zu schaffen, das eine Absaugung der Prozeßgase und -stäube und gleichzeitig eine wirksame Abschirmung der Umgebungsluft von der Metallschmelze gewährleistet, wurde innerhalb der Absaughaube eine den peripheren Luftspalt außen vollständig überragende Trennwand angeordnet, die mit der Wandung der Absaughaube eine Ansaugdüse bildet, die das Gefäß umgibt.

[0005] Aus der DE 42 24 845 A1 ist eine Vorrichtung zur Abdichtung eines umlaufenden Spaltes zwischen einer Stahlgießpfanne und der wassergekühlten Pfannenhaube eines durch Elektroden beheizten Pfannenofens bekannt. Damit soll verhindert werden, daß die sich bei plötzlicher Zugabe von Zuschlagstoffen und Legierungsmitteln infolge chemischer Reaktion bildende starke Rauchgasmenge ungehindert ins Freie gelangen kann.

[0006] Am unteren Teil der Pfannenhaube wird ein gasführendes Rohr angebracht. Durch eine Vielzahl von innerhalb eines Winkelbereichs von 45° nach oben bzw. nach unten angeordnete Bohrungen an diesem Rohr tritt mit Überdruck Gas aus, das einen Gasschleier zur Abdichtung des Spaltes zwischen Stahlgießpfanne und wassergekühlter Pfannenhaube bildet.

[0007] Nachteilig bei dem genannten Pfannenhauben ist die ungenügende Abdichtung am oberen Deckelbereich der Durchführung von Lanzen bzw. Elektroden und die mangelnde Absaugung der heißen Rauchgase im oberen Teil der Pfannenhaube.

[0008] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Ausführungsform dahingehend auszubilden, daß eine gezielte Absaugung der Rauchgase gleichzeitig an verschiedenen Stellen der wassergekühlten Pfannenhaube durchführbar ist.

[0009] Die Lösung der Aufgabe erfolgt entsprechend dem kennzeichnenden Merkmal von Anspruch 1. Die Unteransprüche stellen eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar.

[0010] Bei der erfindungsgemäßen, wassergekühlten Pfannenhaube werden gegenüber den bekannten Pfannenhauben die Rauchgase jeweils mindestens an drei Stellen und in zwei Ebenen abgesaugt. Die Pfannenhaube besteht aus einem äußeren und einem inneren Rohrzylinder, dem unteren Haubenteil, der durch senkrecht angeordnete Kühlrohre, die sowohl außen als auch innen über den Rand der Pfanne nach unten ragen, geteilt wird.

[0011] In den unteren Bereich der Haube, der direkt über die in der Pfanne befindlichen Schmelze abgesenkt wird, werden die Rauchgase durch den unteren Teil der wassergekühlten Haube erfaßt und im oberen Teil gezielt an drei Stellen jeweils im Bereich der Elektroden gezielt abgesaugt. Die Gasströme werden außerhalb im Bereich des Übergangs zum stationären Abgasrohr zusammengeführt. Der Anteil der abgezogenen Rauchgasmengen über diesen unteren, inneren Haubenteil beträgt etwa 80 % der Gesamtmenge und liegt in einem Temperaturbereich zwischen 1200 °C und 1400 °C.

[0012] Ein weiterer Absaugbereich liegt im oberen Teil der Haube, der sogenannten Sekundärhaube. Dieser Haubenteil ist so ausgeführt, daß möglichst wenig Rauchgase in diesen Bereich eindringen können, da auch hier die senkrechte Kühlrohrwand kreisförmig nach unten auskragt. Wie im unteren Haubenteil auch, werden die dort ankommenden Rauchgase gezielt im Bereich der Elektroden an drei Stellen abgesaugt.

[0013] Diese drei Öffnungen in der Sekundärhaube werden in ihrer Dimensionierung so ausgelegt, daß an allen drei Absaugstellen annähernd die gleiche Absaugmenge abgesaugt wird. Durch den Einbau von Blenden kann zusätzlich in einem begrenzten Volumenbereich die abzusaugende Rauchgasmenge den tatsächlichen Betriebsbedingungen der Ofenanlage angepaßt werden.

[0014] Die Öffnungen im zylindrischen Teil des oberen Haubenteiles stellen daher sicher, daß eine gleichmäßige Absaugung erfolgt. Die Gasströme werden auch hier außerhalb im Bereich des Überganges zum stationären Abgasrohr zusammengeführt. Um ein Ausschwallen von Rauchgasen durch die drei Ringspalte zwischen Elektroden und dem ff-Material des Herzstückes zu vermeiden und um den Unterdruck im unteren Absaugbereich so klein wie nötig zu halten, werden die Unterdrucke in beiden Absaugebenen getrennt eingestellt. Der Anteil der über die Sekundärhaube bzw. oberen Haubenteil abgezogenen Gasmenge beträgt etwa 20 % der Gesamtmenge und liegt in einem Temperaturbereich zwischen 600° und 1200 °C.

[0015] Die gesamte Haube ist wassergekühlt und als Rohr-an-Rohr- und/oder teilweise als Rohr-Spalt-Rohr-Schweißung ausgeführt, wobei die wassergekühlte Arbeitstür pneumatisch geöffnet und verschlossen wird. Durch diese Arbeitstür wird mittels Handlanzen die Temperatur ermittelt und Proben der Schmelze genommen. Ebenso wird der Legierungstrichter pneumatisch verschlossen bzw. geöffnet. Im geöffneten Zustand verhindert eine Luftabschleierung im Fallrohr, das größere Mengen Rauchgas entweichen können.

[0016] Der Zugabetrichter für Zuschläge und Legierungen wird als wassergekühlter Stutzen installiert. Dieser wassergekühlte Stutzen wird staubdicht in die Pfannenhaube eingebaut.

[0017] Das ff-Herzstück für die Elektrodendurchführungen wird von einem auswechselbaren wassergekühlten Ring aus drei übereinanderliegenden Rohren getragen. Es wird eine Spaltbreite gleich oder kleiner als 25 mm zwischen den Elektroden und der Stampfmasse des Herzstückes angestrebt, um den Rauchgasdurchtritt bzw. Falschluftansaugung in Grenzen zu halten.

[0018] Die Kühlwasserversorgung erfolgt über Rohrleitungen mit flexiblen Kompensatoren und deren Verteiler. Für die erfindungsgemäße Pfannenhaube sind Kühlkreisläufe vorgesehen. Hinzu kommen ferner noch zwei Kühlkreisläufe für den Endstutzen des Legierungstrichters sowie für den wassergekühlten Ring des Herzstücks.

[0019] Um einen verbesserten Gleichlauf der Haube bei den Hubbewegungen zu erreichen, werden drei Deckelhubzylinder in der Deckelhubvorrichtung installiert. Der Gleichlauf der Pfannenhaube wird über drei Stromregelventile erreicht.

[0020] An jedem Zylinder wird die obere Endlage der Pfannenhaube überwacht. Das Hydraulikventil für die Hubbewegungen aller Zylinder wird erst abgeschaltet, wenn alle Zylinder ihre Endlage erreicht haben. Das Absenken der Haube erfolgt dann immer von der gleichen Ausgangsstellung. Die mechanische Anbindung dieser Hydraulikzylinder erfolgt über eine stationäre Ofenbühne.

[0021] Der innere Rohrzylinder der Pfannenhaube ragt in Arbeitsposition in die Gießpfanne hinein, der äußere Rohrzylinder wird über dem Pfannenrand außerhalb der Gießpfanne positioniert.

[0022] Bei Einsatz von kleineren Gießpfannen mit einem geringeren Fassungsvermögen kann der innere Rohrzylinder auch direkt auf dem Pfannenrand aufgesetzt werden.

[0023] Bei Verwendung von Gießpfannen mit einem geringen Fassungsvermögen und einem Pfannendurchmesser, der kleiner als der innere Rohrzylinder der Haube ausgeführt ist, wird der innere Rohrzylinder der Haube über den Pfannenrand abgesenkt. Bei diesem Fall hängt die Haube frei in der Deckelhubvorrichtung oder sie stützt sich auf an der äußeren Seite der Pfanne befestigten Pratzen oder Verstärkungskragen unterhalb der Pfannenoberhaube ab.

[0024] Die Erfindung wird anhand von zwei schematischen Zeichnungen nähert erläutert.

[0025] Es zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht der wassergekühlten Pfannenhaube,

Fig. 2

eine Draufsicht auf die wassergekühlten Pfannenhauben.

[0026] Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der wassergekühlten Pfannenhaube in Arbeitsposition über einer mit einer Schmelze (13) gefüllten Stahlgießpfanne (12), wobei die Elektroden (9) durch das ff-Material (11) des wassergekühlten Herzstückes (18) in die sogenannte Aufheizposition abgesenkt sind.

[0027] Die wassergekühlte Pfannenhaube (1, 2, 3) besteht aus in Rohr-an-Rohr- oder Rohr-Spalt-Rohr geschweißten Kühlrohren (8), die vertikal übereinander oder horizontal nebeneinander angeordnet sind. Der untere, äußere Haubenteil (1) und der untere, innere Haubenteil (2) sind unmittelbar über dem oberen Pfannenrand (22) positioniert und durch Tragarme der Deckelhubvorrichtung (19) an den Kühlwänden (8) befestigt. In den inneren Haubenteil (2) sind die Kühlrohre (8) des oberen Haubenteiles (3) eingelassen. Der innere Rohrzylinder (8.2) der inneren Haube (2) ist länger als der äußere Rohrzylinder (8.1) der äußeren Haube (1) ausgebildet.

[0028] Die heißen Rauchgase werden durch Absaugöffnungen (4) in ein erstes Gasführungsrohr (6) gesaugt und von dort einer Hauptentstaubung (20) zugeführt. Die weniger heißen Rauchgase werden durch Absaugöffnungen (5) in ein zweites Gasführungsrohr (7) gesaugt und von dort einer Nebenentstaubung (21) zugeleitet. Frischluft kann durch eine Ansaugöffnung (14) über dem Pfannenrand (23) angesaugt werden. Das ff-Material (11) des Herzstückes (18) wird in einer Öffnung (10) zwischen den wassergekühlten Ringen des Herzstückes (18) angebracht. Eine schwenkbare, gekühlte Arbeitstür (16) ist am Übergang von horizontalen und vertikalen Kühlrohren (8) im oberen Teil des inneren Rohrzylinders (8.2) angeordnet. Die Pfannenhaube (1, 2) kann in Arbeitsposition bis auf den an der Gießpfanne (12) angebrachten Verstärkungskragen (23) oder Pratzen abgesenkt werden.

[0029] Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die wassergekühlte Pfannenhaube (1, 2) mit mittig angeordneter Öffnung (10) und wassergekühltem Ring (18), der zusammen mit der oberen Kühlrohrwand (8) als Auflage für das ff-Material (11) dient, durch das die Elektroden (9) gleiten.

[0030] Die unteren Absaugöffnungen (4) sind mit dem Gasführungsrohr (6) verbunden, die Absaugöffnungen (5) des oberen Haubenteiles (3) sind an das Gasführungsrohr (7) angeschlossen, wobei das Gasführungsrohr (6) an eine Hauptentstaubung (20) und das Gasführungsrohr (7) an eine Nebenentstaubung (21) anschließt.

[0031] Eine nicht dargestellte Lanze für Temperaturmessung bzw. Probenahme kann durch die geöffnete Arbeitstür (16), Zuschlagstoffe und Legierungsmittel werden über einen wassergekühlten Trichter (17) in die Gießpfanne mit Schmelze eingeführt. Die Pfannenhaube (1, 2) ist an drei Tragarmen, der Deckelhubvorrichtung (19), lösbar befestigt.

Bezugsziffernliste:

[0032] 

1

unterer, äußerer Haubenteil

2

unterer, innerer Haubenteil

3

oberer Haubenteil

4

Absaugöffnung von 1 und 2 (Hauptentstaubung)

5

Absaugöffnung von 3

6

Gasführungsrohr von 4 (Hauptentstaubung)

7

Gasführungsrohr von 5

8

horizontale oder vertikale Kühlrohrwand

8.1

äußerer Rohrzylinder

8.2

innerer Rohrzylinder/Sekundärhaube

9

Elektroden

10

Öffnung im oberen Haubenteil 3

11

ff-Material

1

2 Gießpfanne

13

Schmelze

14

Ansaugöffnung

15

Schlacke

16

Arbeitstür

17

Zuschlagstoff-Zugabe-Trichter

18

Wassergekühltes Herzstück/Ringe

19

Deckelhubvorrichtung

20

Hauptentstaubung

21

Nebenentstaubung

22

Pfannenrand

23

Verstärkungskragen/Pratzen

Ansprüche

1. Wassergekühlte, mehrteilige Haube für metallurgische Gefäße, insbesondere Gießpfannen, mit in Rohr-an Rohr- und/oder Rohr-Spalt-Rohr-Schweißung angeordeten Kühlrohren, mit einer im Deckel der Haube angeordneten Öffnung zum Einsatz eines ff-Herzstückes zur Durchführung von Elektroden und Öffnungen zur Abführung von Rauchgasen,
dadurch gekennzeichnet,

- daß in der unteren, äußeren Haube (1) eine untere, innere Haube (2) mit mindestens drei Gasabsaugöffnungen (4) und einem Gasführungsrohr (6),

- daß in der unteren, inneren Haube (2) eine obere Haube (3) mit mindestens drei Gasabzugsöffnungen (5), einem Gasführungsrohr (7) sowie einer Öffnung (10) angeordnet ist,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gasführungsrohr (6) an eine Hauptentstaubungsanlage (21) und das Gasführungsrohr (7) an eine Nebenentstaubungsanlage (22) anschließbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der innere Rohrzylinder (8.2) der unteren, inneren Haube (2) länger als der äußere Rohrzylinder (8.1) der unteren, äußeren Haube (1) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pfannenhaube (1, 2, 3) an drei Punkten hängend in der Deckelhubvorrichtung (19) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den inneren Rohrzylinder (8.2) der unteren, inneren Haube (2) ein wassergekühlter Zugabetrichter (17) für Zuschlagstoffe angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Übergang von senkrechter und horizontaler Kühlrohrwand (8) des inneren Rohrzylinders (8.2) eine schwenkbare, wassergekühlte Arbeitstür (16) angeordnet ist.

Zeichnung