DE202013100228U1

DE202013100228U1 - inward

Info

Publication number: DE202013100228U1
Application number: DE201320100228
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2013-01-25
Anticipated expiration: 2023-01-18

Abstract

Rinnenanordnung zum Ablassen und Leiten von einer Metallschmelze (11) und von Schlacke (13), insbesondere von geschmolzenem Roheisen und Schlacke, aus einem Schmelzofen, mit einer Verschleißauskleidung aus einem feuerfesten Werkstoff umfassend Seitenwände (4, 5) und einen Boden (6), wobei die Rinnenanordnung (1) einen Spülbereich (I) und einen sich daran anschließenden Beruhigungsbereich (II) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spülbereich (I) im Abstand (H) vom Boden (6) und im Abstand von den Seitenwänden (4, 5) wenigstens ein Wirbelstörkörper (7–10) angeordnet ist, der dafür vorgesehen ist, beiderseits von Schlacke (13) umströmt zu werden.Gutter arrangement for draining and directing a molten metal (11) and slag (13), in particular molten pig iron and slag, from a smelting furnace, comprising a lining of a refractory material comprising side walls (4, 5) and a bottom (6), wherein the channel arrangement (1) has a flushing area (I) and an adjoining calming area (II), characterized in that in the flushing area (I) at a distance (H) from the floor (6) and at a distance from the side walls (4 , 5) at least one cyclone (7-10) is arranged, which is intended to be flowed around on both sides of slag (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenanordnung zum Ablassen und Leiten einer Metallschmelze gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an internal arrangement for discharging and conducting a molten metal according to the features in the preamble of claim 1.

Das Ablassen von geschmolzenem Metall aus einem Schmelzofen, z.B. einem Hochofen oder Kupolofen bezeichnet man fachsprachlich als Abstich. Das flüssige Metall einschließlich der flüssigen Laufschlacke wird hierbei über eine Rinne aus feuerfestem Material aus dem Schmelzofen geführt. Die Rinne ist in einer starken Auskleidung aus feuerfesten Schamottesteinen angeordnet, die auch als Zustellung bezeichnet wird. Die hohen thermischen und mechanischen Belastungen des beim Abstich durch die Rinne geführten glühend-flüssigen Materials führen zu einer starken abrasiven Beanspruchung der Innenflächen der Rinne. Es kommt vor allem im oberen Bereich der Rinne, in der sogenannten Schlackenzone, verstärkt zu einem Verschleiß sowie im unteren Bereich, der sogenannten Roheisenzone. In Abhängigkeit der Abnutzung muss dann die Rinne erneuert werden. Hierzu wird die Rinne außer Betrieb genommen und es werden die verschlissenen Bereiche teils maschinell, teils manuell herausgebrochen. Es verbleibt die Sicherheitsauskleidung aus Schamottesteinen. Anschließend wird eine Schablone bzw. eine Form in die Rinne eingesetzt und der zwischen den Schamottesteinen bzw. der Sicherheitsauskleidung und der Form verbleibende Zwischenraum wird mit einer feuerfesten Masse ausgegossen. Die sogenannte Vergussmasse trocknet innerhalb von 8 Std. so weit, dass die Schablone entfernt werden kann. Anschließend muss die feuerfeste Masse noch 36 Std. gebrannt werden. Hierzu wird ein Brenner in die ausgegossene Rinne gelegt und die Flamme direkt auf das feuerfeste Material gerichtet. Da die Vergussmasse Kohlenstoff enthält, wird dieser beim Brennen oxidiert und automatisch ausgetragen. Allerdings werden bereits durch den Brennvorgang 50 mm bis 100 mm der frisch eingegossenen Vergussmasse abgetragen, so dass von ursprünglich beispielsweise 550 mm Vergussmasse bzw. Sicherheitsauskleidung bereits nur noch 450 mm bis 500 mm verbleiben. Der Reparaturprozess ist daher sehr arbeits- und zeitaufwendig und zudem kostenintensiv.Draining molten metal from a smelting furnace, e.g. A blast furnace or cupola is referred to as tapping in technical terms. The liquid metal including the liquid slag is guided out of the smelting furnace via a channel of refractory material. The gutter is arranged in a strong lining of refractory firebricks, which is also known as delivery. The high thermal and mechanical loads of the glowing-liquid material guided through the trough during tapping lead to a strong abrasive stress on the inner surfaces of the trough. It comes especially in the upper part of the channel, in the so-called slag zone, reinforced to wear and in the lower area, the so-called pig iron zone. Depending on the wear then the gutter must be renewed. For this purpose, the gutter is taken out of service and it will break out the worn areas partly mechanically, partly manually. There remains the safety lining of firebricks. Subsequently, a template or a mold is inserted into the channel and the gap remaining between the fireclay bricks or the safety lining and the mold is poured out with a refractory mass. The so-called casting compound dries within 8 hours so far that the stencil can be removed. Then the refractory mass has to be burned for another 36 hours. For this purpose, a burner is placed in the poured gutter and directed the flame directly on the refractory material. Since the potting compound contains carbon, it is oxidized during firing and discharged automatically. However, 50 mm to 100 mm of the freshly cast potting compound are already removed by the firing process, so that only 550 mm potting compound or safety lining, for example, still only 450 mm to 500 mm remain. The repair process is therefore very laborious and time consuming and also costly.

Aus der DE 195 42 367 C2 ist es bekannt, einen verschleißanfälligen bzw. verschlissenen Bereich der Wände zu überdecken, indem ein vorgefertigtes, plattenförmiges Verschleißminderungsbauteil aus feuerfestem Material an der Wand angebracht wird. Wenn der Bereich zwischen dem plattenförmigen Bauteil und der Wand bereits verschlissen ist, können Zwischenräume mit einem flüssigen oder rieselfähigen, feuerfesten Material ausgefüllt werden. Dadurch wird jedoch nicht das eigentliche Problem der Wirbelbildung gelöst. Zwar können an dem besagten Bauteil zusätzliche Rippen oder Streben angeordnet sein, welche die Geschwindigkeit des flüssigen Mediums bremsen, jedoch stehen solche dünnwandigeren Rippen oder Streben quer zur Strömungsrichtung und unterliegen damit ebenfalls erhöhtem Verschleiß.From the DE 195 42 367 C2 It is known to cover a wear-prone or worn portion of the walls by a prefabricated, plate-shaped wear-reducing component made of refractory material is attached to the wall. If the area between the plate-shaped component and the wall is already worn, intermediate spaces can be filled with a liquid or free-flowing, refractory material. However, this does not solve the actual problem of vortex formation. Although additional ribs or struts can be arranged on said component, which brake the velocity of the liquid medium, however, such thinner-walled ribs or struts are transverse to the flow direction and thus also subject to increased wear.

Aus der DE 203 08 140 U1 ist es bekannt, bei einer Rinnenanordnung in den Seitenwänden der Verschleißauskleidung Einsätze einzubetten, die eine höhere Festigkeit besitzen, als die sie umgebende feuerfeste Vergussmasse. Die Einsätze können mit einzelnen Rippen versehen sein und dazu beitragen, dass die feuerfeste Auskleidung insgesamt nicht zu schnell verschleißt und ausgetauscht werden muss. From the DE 203 08 140 U1 It is known to embed in a gutter assembly in the side walls of the wear lining inserts that have a higher strength than the surrounding refractory potting compound. The inserts can be provided with individual ribs and contribute to the fact that the refractory lining as a whole does not wear too quickly and must be replaced.

Die Einsätze sind mit der feuerfesten Vergussmasse zu umgeben, was vor Ort bei Reparatur der Widerherstellung der Rinnenanordnung erfolgt. Der Aufwand zur Reparatur bzw. Wiederherstellung ist etwas höher, da zunächst einmal die Einsätze hergestellt werden müssen und dann noch während des Gießvorgangs passend in der feuerfesten Vergussmasse positioniert werden müssen.The inserts are to be surrounded with the refractory potting compound, which takes place on site when repairing the restoration of the gutter assembly. The effort to repair or restore is slightly higher, since first of all the inserts must be made and then have to be positioned during the casting suitably in the refractory casting compound.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Rinnenanordnung mit erhöhter Lebensdauer aufzuzeigen, die ohne Modifikation der Seitenwände eine rasche Reparatur bzw. Widerherstellung ermöglicht.The invention has for its object to show a gutter assembly with increased life, which allows a rapid repair or restoration without modification of the side walls.

Diese Aufgabe ist bei einer Rinnenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a gutter assembly with the features of claim 1.

Die Rinnenanordnung zum Ablassen und Leiten einer Metallschmelze ist insbesondere eine solche, die bei geschmolzenem Roheisen zum Einsatz kommt. Auf dem Roheisen schwimmt innerhalb der Spülzone der Rinnenanordnung die leichtere Schlacke auf. Durch den aus dem Stichloch des Schmelzofens austretenden Strahl, der Schmelze und Schlacke mit sich führt, kommt es zu starken Verwirbelungen innerhalb der Spülzone und mithin zu stark abrasiven Belastungen der Verschleißauskleidung. Die feuerfesten Seitenwände werden besonders beansprucht. Naturgemäß sind die Verwirbelungen kurz hinter dem Strahl, über den die Metallschmelze in die Rinnenanordnung gelangt, am stärksten. Um hier die Sicherheitsauskleidung besser zu schützen, ist nicht vorgesehen, die Sicherheitsauskleidung zu verstärken oder in ihrer Struktur zu verändern. Vielmehr soll im Abstand vom Boden und im Abstand von den Seitenwänden wenigstens ein Wirbelstörkörper angeordnet sein. Der Wirbelstörkörper ist dafür vorgesehen, beiderseits von Schlacke umströmt zu werden. Er hat die Funktion, Wirbel, insbesondere in der Schlackenphase, zu bremsen. Wenn die Wirbelbildung gehemmt wird, reduziert sich der Anteil der auf die Seitenwände gerichteten Querströmungen. Die Strömung innerhalb der Rinnenanordnung wird dadurch nicht zwingend verlangsamt, sondern nur in die richtige Richtung geleitet. The channel arrangement for discharging and guiding a molten metal is in particular one used for molten pig iron. The lighter slag floats on the pig iron within the rinsing zone of the gutter arrangement. Due to the emerging from the tap hole of the furnace jet, the melt and slag with it, it comes to strong turbulence within the rinsing zone and thus to highly abrasive loads on the wear lining. The refractory side walls are particularly stressed. Naturally, the turbulences are strongest just after the jet through which the molten metal enters the channel arrangement. In order to better protect the safety lining here, there is no provision for reinforcing or altering the structure of the safety lining. Rather, at least one vertebral body should be arranged at a distance from the ground and at a distance from the side walls. The cyclone is intended to be flowed around on both sides of slag. It has the function of braking vortices, especially in the slag phase. When vortex formation is inhibited, the proportion of crossflows directed at the sidewalls is reduced. The flow within the gutter arrangement is not necessarily slowed down, but only directed in the right direction.

Wichtig in diesem Zusammenhang ist, dass die Wirbelstörkörper den Strömungsquerschnitt der Rinnenanordnung nicht zu sehr beschränken, um bei konstantem Volumenstrom eine starke Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit zu vermeiden. Es soll lediglich verhindert werden, dass die Wirbel zu einem vorzeitigen Verschleiß der Seitenwände führen. It is important in this context that the vortex bodies do not restrict the flow cross section of the channel arrangement too much in order to avoid a strong increase in the flow rate at a constant volume flow. It should only be prevented that the vortex lead to premature wear of the side walls.

Die Verwirbelungen treten hauptsächlich im oberen Bereich der Schmelze auf, so dass es nicht erforderlich ist, dass die einzelnen Wirbelstörkörper bis zum Boden und insbesondere in den Badspiegel der Metallschmelze ragen. Es ist erfindungsgemäß daher vorgesehen, dass der Abstand vom Boden größer ist, als die Höhe des Badspiegels der Metallschmelze aber kleiner als die Höhe des Badspiegels der oben schwimmenden Schlacke. Mit anderen Worten soll der wenigstens eine Wirbelstörkörper mit seiner Unterkante natürlich in die flüssige Schlacke ragen, aber nicht zwingend in die Metallschmelze. The turbulences occur mainly in the upper region of the melt, so that it is not necessary for the individual cyclone bodies to protrude to the bottom and in particular into the bath level of the molten metal. It is therefore provided according to the invention that the distance from the ground is greater than the height of the bath level of the molten metal but smaller than the height of the bath level of the above-floating slag. In other words, the at least one vertebral body with its lower edge of course in the liquid slag project, but not necessarily in the molten metal.

Zwischen der Schlacke und der Metallschmelze gibt es einen Übergangsbereich, in dem Schlacke und Schmelze vermischt sind. Auch hier treten noch relativ starke Verwirbelungen auf. Folglich ist es von Vorteil, wenn der wenigstens eine Wirbelstörkörper auch noch in diesen Bereich hineinragt.Between the slag and the molten metal, there is a transition region in which slag and melt are mixed. Again, relatively strong turbulence occurs. Consequently, it is advantageous if the at least one vertebral body also protrudes into this area.

Die Geometrie des Wirbelstörkörpers soll zwei Bedingungen erfüllen: Einerseits sollen entstehende Wirbel abgebremst werden und andererseits soll der Strömungsquerschnitt durch die Wirbelstörkörper nicht zu sehr beeinträchtigt werden. Die Erfindung ist nicht auf eine spezielle Geometrie der Wirbelstörkörper festgelegt. Es wird jedoch als vorteilhaft angesehen, wenn der wenigstens eine Wirbelstörkörper quer zur Längsrichtung der Rinnenanordnung eine größere Anströmfläche besitzt als in Längsrichtung der Rinnenanordnung. Mit anderen Worten ist der Wirbelstörkörper im Querschnitt vorzugsweise länger als breit. Die Schmalseiten weisen in Strömungsrichtung und die längeren Breitseiten weisen quer zur Strömungsrichtung. Auf diese Weise ragt der wenigstens eine Wirbelstörkörper wie ein Schwert oder eine Finne eines Bootes in den Strömungspfad. Aus der Wirbelbildung resultierende Querströmungen wirken auf den Wirbelstörkörper. Die daraus resultierenden Kräfte werden von einer Halteanordnung des Wirbelstörkörpers abgefangen. Mittels des Wirbelstörkörpers wird dem Schlackewirbel kinetische Energie entzogen. Es tritt in der Folge weniger Reibung zwischen der Schlacke und den Seitenwänden der Rinnenanordnung auf. The geometry of the vortex body should meet two conditions: on the one hand, the vortexes to be decelerated and, on the other hand, the flow cross section through the vortex bodies should not be impaired too much. The invention is not limited to any particular geometry of the cyclone. However, it is considered advantageous if the at least one cyclone has a larger inflow surface transversely to the longitudinal direction of the channel arrangement than in the longitudinal direction of the channel arrangement. In other words, the vertebral body is preferably longer in cross-section than wide. The narrow sides point in the direction of flow and the longer broad sides point transversely to the flow direction. In this way, the at least one vertebral body protrudes like a sword or a fin of a boat in the flow path. Transverse flows resulting from vortex formation act on the cyclone. The resulting forces are intercepted by a holding arrangement of the vertebral body. By means of the vertebral body kinetic energy is removed from the slag vortex. As a result, there is less friction between the slag and the sidewalls of the gutter assembly.

Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einem Verschleiß der Wirbelstörkörper, diese leicht ausgetauscht werden können, da sie nach oben aus der Rinnenanordnung herausgenommen werden können. Es sind keine Manipulationen an den Seitenwänden erforderlich. Die Reparatur und Wiederherstellung der Wirbelkörper ist viel schneller und einfacher möglich. Die Wirbelstörkörper sind in einer Ausführungsform im gleichen Abstand zu den Seitenwänden angeordnet. Das heißt sie befinden sich mittig der Rinnenanordnung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine Anordnung des Wirbelstörkörpers exakt in der Mitte beschränkt. Der wenigstens eine Wirbelstörkörper kann unter bestimmten Umständen auch außermittig platziert werden, wenn dadurch eine besserer Wirbelreduzierung erreicht werden kann.Another advantage is that when worn, the cyclone, these can be easily replaced because they can be taken up out of the gutter assembly. No manipulations are required on the side walls. Repairing and restoring vertebral bodies is much faster and easier. The cyclone bodies are arranged in one embodiment at the same distance from the side walls. That means they are located in the middle of the gutter arrangement. However, the invention is not limited to an arrangement of the vertebral body exactly in the middle. The at least one vertebral body can be placed eccentrically under certain circumstances, if this can be achieved a better reduction of the vortex.

Ebensogut können mehrere Wirbelstörkörper in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sein. Die Wirbelstörkörper befinden sich dabei im Abstand zueinander, so dass ein Austausch der Schmelze von der linken auf die rechte Seite zwischen zwei Wirbelstörkörpern hindurch möglich ist. Der Wirbelstörkörper wirkt also nicht wie eine durchgehende Trennwand.Just as well, a plurality of cyclone bodies can be arranged one behind the other in the flow direction. The vertebral bodies are at a distance from each other, so that an exchange of the melt from the left to the right side between two cyclone bodies is possible. The vertebral body does not act as a continuous partition.

Beim Einsatz mehrerer Wirbelstörkörper können diese nicht nur in Längsrichtung der Rinnenanordnung versetzt zueinander angeordnet sein, sondern auch quer zur Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet sein. Das bedeutet, dass von der Mittellängsachse der Rinnenanordnung betrachtet links und rechts Wirbelstörköper angeordnet sein können. Das heißt nicht, dass die Wirbelstörkörper in derselben Querebene der Rinnenanordnung angeordnet sein müssen. Sie können vielmehr und vor allem bevorzugt in Längsrichtung der Rinnenanordnung zueinander versetzt angeordnet sein. Dadurch wird verhindert, dass die Wirbelkörper die Querschnittsfläche der Rinnenanordnung durch Bilden einer Engstelle zu stark reduzieren. Eine solche Reduzierung der Querschnittsfläche würde bei gleichbleibendem Volumenstrom zu einer lokalen Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und damit zu erhöhtem Verschleiß führen. Das wird vermieden, wenn jeweils nur ein Wirbelstörkörper je Querschnittsfläche der Rinnenanordnung platziert ist, oder wenn sich die Wirbelstörkörper, die in Längsrichtung zueinander versetzt sind, nur geringfügig in Längsrichtung überlappen. When using a plurality of cyclone, these can not only be arranged offset to one another in the longitudinal direction of the channel arrangement, but also arranged offset to one another transversely to the longitudinal direction. This means that viewed from the central longitudinal axis of the channel arrangement, left and right vertebral bodies can be arranged. This does not mean that the vertebral bodies must be arranged in the same transverse plane of the channel arrangement. On the contrary, they can be arranged offset relative to each other in the longitudinal direction of the gutter arrangement. This prevents the vertebral bodies from excessively reducing the cross-sectional area of the trough assembly by forming a constriction. Such a reduction of the cross-sectional area would lead to a local increase in the flow rate and thus to increased wear at a constant volume flow. This is avoided if only one vertebral body per cross-sectional area of the channel arrangement is placed, or if the vertebral bodies, which are offset from one another in the longitudinal direction, overlap only slightly in the longitudinal direction.

Die Wirbelstörkörper können nahe am Abstichloch der Rinnenanordnung angeordnet sein, wobei das Abstichloch von Zeit zu Zeit geöffnet und geschlossen werden muss. Um hier nicht im Weg zu sein, können die Wirbelstörkörper an einer verlagerbaren Haltevorrichtung befestigt sein, wenn der Zugriff auf das Abstichloch erforderlich ist. Die Haltevorrichtung ermöglicht eine schnelle und unkomplizierte Entnahme der Wirbelstörkörper und ebenso eine Neuplatzierung. Die Haltevorrichtung kann insbesondere von einer Haube überdeckt sein, die üblicherweise die Rinnenanordnung bedeckt.The vortex baffles may be located close to the tapping hole of the trough assembly, with the tapping hole to be opened and closed from time to time. In order not to get in the way here, the vertebral bodies may be attached to a displaceable holding device when access to the taphole is required. The holding device allows a quick and easy removal of the vertebral body and also a Neuplatzierung. The holding device may in particular be covered by a hood, which usually covers the gutter arrangement.

Es ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch möglich die Wirbelstörkörper unmittelbar an einer die Rinnenanordnung abdeckenden Haube zu befestigen. In diesem Fall entfällt die Haltevorrichtung. Die Haube ist im Zugriff auf das Stichloch zwangsläufig ebenso zu entfernen, wie es eine Haltevorrichtung wäre. Daher kann der Wirbelstörkörper auch unmittelbar an der Haube befestigt sein. Selbstverständlich ist es möglich die Haltevorrichtung an der die Wirbelstörkörper befestigt sind an der Haube anzuordnen, so dass die Haube nicht speziell auf die Wirbelstörkörper hin konfiguriert sein muss, sondern lediglich eine Koppelvorrichtung aufweist um die Haltevorrichtung mit den Wirbelstörkörpern an der Haube zu fixieren. It is also possible in a further embodiment of the invention to fix the vertebral bodies directly to a hood arrangement covering the hood. In this case, eliminates the holding device. The hood is in the access to the stitch hole inevitably remove as it would a holding device. Therefore, the cyclone can also be attached directly to the hood. Of course, it is possible to arrange the holding device on which the vertebral bodies are attached to the hood, so that the hood does not have to be specially configured for the vertebral body, but only has a coupling device to fix the holding device with the cyclone on the hood.

Die Wirbelstörkörper bestehen aus einem feuerfesten Werkstoff. Alternativ bestehen die Wirbelstörkörper aus einem metallischen Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, die innenseitig gekühlt wird. Es sind auch mehrschichtige Werkstoffe möglich, das heißt beispielsweise, dass ein gekühlter Kern aus Kupfer oder einer Kupferlegierung vorgesehen ist, der von einem verschleißfesten und vor allen Dingen feuerfesten Werkstoff umgeben ist. The cyclone bodies are made of a refractory material. Alternatively, the cyclone bodies consist of a metallic material with high thermal conductivity, in particular copper or a copper alloy, which is cooled on the inside. There are also multi-layer materials possible, that is, for example, that a cooled core of copper or a copper alloy is provided, which is surrounded by a wear-resistant and above all refractory material.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings. It shows:

1 eine Draufsicht auf eine Rinnenanordnung in einer ersten Ausführungsform; 1 a plan view of a gutter assembly in a first embodiment;

2 eine Draufsicht auf eine Rinnenanordnung in einer zweiten Ausführungsform; 2 a plan view of a gutter assembly in a second embodiment;

3 eine Draufsicht auf eine Rinnenanordnung in einer dritten Ausführungsform; 3 a plan view of a gutter assembly in a third embodiment;

4 ein Längsschnitt durch eine Rinnenanordnung; 4 a longitudinal section through a channel arrangement;

5 einen Querschnitt durch eine Rinnenanordnung in einer ersten Ausführungsform 5 a cross section through a gutter assembly in a first embodiment

6 einen Querschnitt durch eine Rinnenanordnung in einer zweiten Ausführungsform und 6 a cross section through a gutter assembly in a second embodiment and

7 einen Wirbelstörkörper in einer perspektivischen Ansicht. 7 a vertebral body in a perspective view.

1 zeigt eine Rinnenanordnung 1, die einem nicht näher dargestellten Schmelzofen zugeordnet ist. Die Pfeilrichtung des Pfeils P verdeutlicht die Flussrichtung einer Schmelze, die durch die Rinnenanordnung 1 geleitet werden soll. Nach dem Abstich wird eine Schmelze in Form von geschmolzenen Roheisen und darauf aufschwimmender Schlacke der weiteren Verarbeitung zugeführt. Bereits innerhalb der Rinnenanordnung 1 wird die Schlacke von dem Roheisen getrennt. Das bewirkt ein sogenannter Fuchsbalken 2, welcher als Sperre die aufschwimmende Schlacke zurückhält und von der Metallschmelze unterströmt wird. Die Schlacke wird über einen seitlichen Auslass 3 aus der Rinnenanordnung 1 geführt. 1 shows a gutter arrangement 1 , which is assigned to a melting furnace, not shown. The arrow direction of the arrow P illustrates the flow direction of a melt passing through the channel arrangement 1 should be directed. After tapping a melt in the form of molten pig iron and floating thereon slag for further processing is supplied. Already within the gutter arrangement 1 the slag is separated from the pig iron. This causes a so-called fox beam 2 , which retains the floating slag as a barrier and is underflowed by the molten metal. The slag is over a side outlet 3 from the gutter arrangement 1 guided.

Die U-förmige Rinnenanordnung 1 besitzt Seitenwände 4, 5 und einen Boden 6 aus einem feuerfesten Werkstoff. Derjenige Bereich der Rinnenanordnung 1 zwischen dem Fuchsbalken 2 und dem nicht näher dargestellten Abstichloch lässt sich in zwei Abschnitte gliedern: Der erste Abschnitt ist nachfolgend als Spülbereich I und der zweite Bereich als Beruhigungsbereich II bezeichnet. In dem Spülbereich I herrscht eine höhere Strömungsgeschwindigkeit, da die Schmelze strahlartig aus dem Schmelzofen austritt und in die Rinnenanordnung 1 gelangt. Im Spülbereich I kommt es auch zur Wirbelbildung. Dort bilden sich mithin Querströmungen, die zu einer hohen abrasiven Belastung der Seitenwände 4, 5 führen. Nachdem sich die Strömung etwas beruhigt hat, schließt sich nahtlos der Beruhigungsbereich II an, in welchem der Auslass 3 für die Schlacke angeordnet ist.The U-shaped gutter arrangement 1 has side walls 4 . 5 and a floor 6 made of a refractory material. The area of the gutter arrangement 1 between the fox beam 2 and the taphole, not shown, can be divided into two sections: The first section is hereinafter referred to as Spülbereich I and the second area referred to as calming II. In the scavenging region I there is a higher flow velocity, since the melt emerges from the melting furnace in the manner of a jet and into the channel arrangement 1 arrives. In the purge area I it also comes to vortex formation. There, therefore, transverse flows are formed, resulting in a high abrasive load on the side walls 4 . 5 to lead. After the flow has calmed down, seamlessly joins the calming area II, in which the outlet 3 is arranged for the slag.

Die Seitenwände 4, 5 sind bei dieser Ausführungsform der Rinnenanordnung am Anfang des Spülbereichs etwa 550 mm breit. Die Breite nimmt auf 350 mm im Bereich des Fuchsbalkens 2 ab. Dadurch ergibt sich eine Querschnittserweiterung der Rinne. Durch den zunehmenden Querschnitt nimmt die Strömungsgeschwindigkeit ab und die Schmelze wird zunehmend beruhigt. Im Beruhigungsbereich II ist der Verschleiß weitaus geringer, als im Spülbereich I. The side walls 4 . 5 In this embodiment, the gutter arrangement at the beginning of the scavenging area is about 550 mm wide. The width increases to 350 mm in the area of the fox beam 2 from. This results in a cross-sectional widening of the channel. Due to the increasing cross section, the flow rate decreases and the melt is increasingly calmed. In the calming zone II, the wear is much lower than in the flushing zone I.

Um den Verschleiß an den Seitenwänden 4, 5 im Spülbereich I zu reduzieren, sind erfindungsgemäß Wirbelstörkörper 7–9 vorgesehen. Die Wirbelstörkörper 7–9 befinden sich im Abstand von den Seitenwänden 4, 5. Sie werden beiderseits von der Schlacke umspült. Sie befinden sich auch im Abstand von dem Boden 6 (4–6). Die Wirbelstörkörper 7–9 sind bei diesem Ausführungsbeispiel mehrfach vorhanden. Sie besitzen eine identische Querschnittskontur und sind stromlinienförmig konfiguriert. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzen sie eine im Wesentlichen elliptische bzw. rautenförmige Kontur. Die Wirbelstörkörper 7–9 dienen dazu, Querströmungen abzubremsen. Die Wirbelstörkörper 7–9 sind nicht als geschlossene Trennwand ausgebildet, sondern in Längsrichtung, d. h. in Strömungsrichtung der Schmelze, im Abstand zueinander angeordnet. Sie befinden sich mittig der Rinnenanordnung 1 auf der Mittellängsachse L der Rinne. Die einzelnen Wirbelstörkörper 7–9 besitzen aufgrund ihrer stromlinienförmigen Gestalt jeweils eine Anströmfläche A, die in der Bildebene der 1 nach oben oder unten weist. Diese Anströmfläche A ist die Breitseite und weist im Wesentlichen quer zur Längsrichtung L der Rinnenanordnung 1 und ist in einer seitlichen Projektion, d. h. in Blickrichtung von einer der Seitenwände 4, 5, größer als in Blickrichtung des Pfeils P. Die Wirbelstörkörper 7–9 sollen der Hauptströmungsrichtung in Längsrichtung der Rinnenanordnung 1 einen geringen Widerstand entgegensetzen. In Querrichtung der Rinnenanordnung 1 soll der Widerstand jedoch groß sein, um den entstehenden Wirbeln die kinetische Energie zu entziehen. Die Wirbelstörkörper 7–9 sind daher ständiger mechanischer Belastung ausgesetzt und unterliegen einem entsprechend hohen Verschleiß.To the wear on the side walls 4 . 5 to reduce in the purge region I, according to the invention are vortex bodies 7 - 9 intended. The vertebral bodies 7 - 9 are located at a distance from the side walls 4 . 5 , They are lapped by the slag on both sides. They are also at a distance from the ground 6 ( 4 - 6 ). The vertebral bodies 7 - 9 are multiple in this embodiment. They have an identical cross-sectional contour and are streamlined configured. In this embodiment, they have a substantially elliptical or diamond-shaped contour. The vertebral bodies 7 - 9 serve to decelerate cross flows. The vertebral bodies 7 - 9 are not formed as a closed partition, but in the longitudinal direction, ie in the flow direction of the melt, spaced from each other. They are located in the middle of the gutter arrangement 1 on the central longitudinal axis L of the channel. The individual vertebral bodies 7 - 9 own due to their streamlined shape in each case an inflow A, which in the image plane of 1 pointing up or down. This inflow A is the broadside and has substantially transversely to the longitudinal direction L of the channel arrangement 1 and is in a lateral projection, ie in the direction of one of the side walls 4 . 5 , greater than in the direction of arrow P. The vertebral bodies 7 - 9 should the main flow direction in the longitudinal direction of the gutter assembly 1 to oppose a low resistance. In the transverse direction of the gutter arrangement 1 However, the resistance should be large in order to withdraw the kinetic energy from the resulting eddies. The vertebral bodies 7 - 9 are therefore exposed to constant mechanical stress and are subject to a correspondingly high wear.

Die Anordnung der Wirbelstörkörper 7–9 erfolgt bedarfsgerecht. Eine mögliche alternative Ausführungsform zeigt 2 wobei auf die bereits eingeführten Bezugszeichen für die im Wesentlichen identischen Komponenten zurückgegriffen wird.The arrangement of the vertebral bodies 7 - 9 takes place as needed. A possible alternative embodiment shows 2 wherein reference is made to the already introduced reference numerals for the substantially identical components.

Im Unterschied zu der Ausführungsform der 1 sind in diesem Fall insgesamt vier Wirbelstörkörper 7–10 vorgesehen, die in zwei parallel zueinander angeordneten Reihen R1 und R2 angeordnet sind. Die Reihen R1 und R2 befinden sich in gleichem Abstand zur Mittellängsachse der Rinnenanordnung 1, die in Längsrichtung L weist. Zusätzlich sind die Wirbelstörkörper 7–10 auch in Längsrichtung L zueinander versetzt, so dass sich die Wirbelstörkörper 7–10 in Längsrichtung nicht überlappen. Dadurch wird der Querschnitt der Rinnenanordnung 1 nicht zusätzlich reduziert. Die Querschnittsreduzierung bewirkt daher auch keine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit sondern dient zur Beruhigung des Schmelzbades.In contrast to the embodiment of the 1 are in this case a total of four vertebral bodies 7 - 10 provided, which are arranged in two mutually parallel rows R1 and R2. The rows R1 and R2 are located at the same distance from the central longitudinal axis of the channel arrangement 1 , which points in the longitudinal direction L. In addition, the vertebral bodies are 7 - 10 also offset in the longitudinal direction L to each other, so that the vertebral body 7 - 10 do not overlap in the longitudinal direction. This will be the cross section of the gutter assembly 1 not additionally reduced. The cross-section reduction therefore also causes no increase in the flow velocity but serves to calm the molten bath.

Die Ausführungsform der 3 unterscheidet sich von derjenigen der 2 dadurch, dass größere Wirbelstörkörper 7–9 vorgesehen sind. Die Wirbelstörkörper 7–9 sind in Längsrichtung L der Rinnenanordnung 1 länger gestaltet. Ihre jeweilige Anströmfläche A, die der Queranströmung entgegensteht ist größer als bei den vorhergehenden Ausführungsformen. Zudem überlappen sich die Wirbelstörkörper 7 bis 9 in Querrichtung. Die Querebene Q als Querschnitt der Rinnenanordnung 1 wird beispielsweise von den beiden Wirbelstörkörpern 8 und 9 geschnitten. Diese geringfügige Überlagerung innerhalb einer Querebene Q führt zu keine signifikanten Querschnittsreduzierung, bewirkt aber dennoch ein effizientes Abbremsen etwaiger Wirbel, die durch Einströmen der Schmelze aus dem Stichloch entstehen.The embodiment of the 3 is different from the one of 2 in that larger vertebral bodies 7 - 9 are provided. The vertebral bodies 7 - 9 are in the longitudinal direction L of the channel arrangement 1 designed longer. Their respective inflow surface A, which opposes the transverse flow is greater than in the previous embodiments. In addition, the vertebral bodies overlap 7 to 9 in the transverse direction. The transverse plane Q as a cross section of the channel arrangement 1 For example, the two vertebral bodies 8th and 9 cut. This slight superposition within a transverse plane Q does not lead to any significant reduction in cross-section, but nevertheless causes an efficient braking of any eddies that are generated by inflow of the melt from the stitch hole.

Die 1 bis 3 zeigen nur beispielhaft, dass drei bzw. vier einzelne Wirbelstörkörper 7–9 in unterschiedlicher Anordnung und Konfiguration angeordnet sein können. Die Anzahl der Wirbelstörkörper kann durchaus höher oder auch niedriger sein. Maßgeblich ist ihre Wirkung, die Wirbelbildung im Bereich der Schlackeschicht zu reduzieren und dadurch den abrasiven Verschleiß an den Innenseiten der Seitenwände 4, 5 zu minimieren.The 1 to 3 show only by way of example that three or four individual cyclone 7 - 9 can be arranged in a different arrangement and configuration. The number of vertebral bodies may well be higher or lower. Decisive is their effect to reduce the vortex formation in the slag layer and thereby the abrasive wear on the insides of the side walls 4 . 5 to minimize.

4 zeigt eine Rinnenanordnung 1 in einer Querschnittsdarstellung. Anhand dieser Darstellung wird deutlich, dass die Wirbelstörkörper 7–9 im Abstand H vom Boden 6 angeordnet sind. Zusätzlich sind unterschiedliche Niveaus der Schmelze eingezeichnet. Die Metallschmelze 11 ist der schwerste Bestandteil des Metallschmelze-Schlacke-Gemisches. Die Metallschmelze 11 befindet sich daher unmittelbar auf dem Boden 6. Der Badspiegel der Metallschmelze 11 ist mit 12 bezeichnet. Die Metallschmelze 11 strömt unter dem Fuchsbalken 2 hindurch. Der Fuchsbalken 2 hält die oberste Schicht, d. h. die Schlacke 13 zurück. Der Badspiegel der Schlacke 13 wird ist mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet. Zwischen der Metallschmelze 11 und der Schlacke 13 befindet sich eine Übergangszone 15 mit einem ungefähren Badspiegel 16. In der Übergangszone 15 sind Metallschmelze 11 und Schlacke 13 vermischt. Da diese Übergangszone einen hohen Schlackeanteil hat, wird auch diese Übergangszone 15 von der Fuchsbrücke 2 zurückgehalten. Die in der Übergangszone 15 enthaltene Schlacke zeigt nach und nach auf und wird über den Auslass 3 aus der Rinnenanordnung 1 entfernt. 4 shows a gutter arrangement 1 in a cross-sectional view. On the basis of this representation it becomes clear that the vertebral bodies 7 - 9 at a distance H from the ground 6 are arranged. In addition, different levels of melt are indicated. The molten metal 11 is the heaviest component of the molten metal slag mixture. The molten metal 11 is therefore located directly on the ground 6 , The bath level of molten metal 11 is with 12 designated. The molten metal 11 flows under the fox beam 2 therethrough. The fox beam 2 keeps the top layer, ie the slag 13 back. The bad mirror of the slag 13 is with the reference number 14 designated. Between the molten metal 11 and the slag 13 there is a transition zone 15 with an approximate bathroom mirror 16 , In the transition zone 15 are molten metal 11 and slag 13 mixed. Since this transition zone has a high content of slag, this transition zone also becomes 15 from the fox bridge 2 retained. Those in the transition zone 15 slag gradually shows up and gets over the outlet 3 from the gutter arrangement 1 away.

Es ist zu erkennen, dass die einzelnen Wirbelstörkörper 7–9 in einem Abstand H vom Boden 6 angeordnet sind. Der Abstand H ist größer als die Höhe des Badspiegels 12 der Metallschmelze 11. Die Wirbelstörkörper 7–9 ragen mithin lediglich in die Übergangszone 15, in welcher noch Schlacke enthalten ist. In dieser Übergangszone kann die abrasive Schlacke ebenfalls zu vorzeitigen Verschleiß der Verschleißauskleidung führen. Daher ist die Bremswirkung der Wirbelstörkörper 7–9 auch in diesem Bereich von großem Vorteil. 4 zeigt ferner, dass die einzelnen Wirbelstörkörper 7–9 über Haltevorrichtungen 17–19 fixiert sind. Die Haltevorrichtungen 17–19 liegen exemplarisch auf einer Oberseite 20 der Rinnenanordnung 1 auf. Das soll verdeutlichen, dass die einzelnen Wirbelstörkörper 7–9 keinen Kontakt zum Boden 6 haben.It can be seen that the individual vertebral bodies 7 - 9 at a distance H from the ground 6 are arranged. The distance H is greater than the height of the bath level 12 the molten metal 11 , The vertebral bodies 7 - 9 thus only protrude into the transition zone 15 in which slag is still contained. In this transition zone, the abrasive slag can also lead to premature wear of the wear lining. Therefore, the braking effect of the cyclone 7 - 9 Also in this area of great advantage. 4 also shows that the individual vertebral bodies 7 - 9 about holding devices 17 - 19 are fixed. The holding devices 17 - 19 are exemplary on a top 20 the gutter arrangement 1 on. This should make it clear that the individual vertebral bodies 7 - 9 no contact to the ground 6 to have.

In praktischer Ausführungsform können die Haltevorrichtungen 17–19 unterhalb einer Haube 21 angeordnet sein, wie sie in der Querschnittsdarstellung der 5 zu sehen ist. Anhand der 5 soll gezeigt werden, dass die Rinne im laufenden Betrieb von einer Haube 21 bedeckt ist. Die Haube 21 muss jedoch von Zeit zu Zeit entfernt werden, um Zugriff auf das Stichloch des Schmelzofens zu haben. Zu diesem Zweck muss auch gegebenenfalls die Haltevorrichtung 17 mit dem Wirbelstörkörper 7 entfernt werden können. Daher ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Haltevorrichtung 17 lösbar auf der Oberseite 20 angeordnet. In a practical embodiment, the holding devices 17 - 19 under a hood 21 be arranged as shown in the cross-sectional representation of 5 you can see. Based on 5 should be shown that the gutter during operation of a hood 21 is covered. The hood 21 however, it must be removed from time to time to have access to the taphole of the furnace. For this purpose, if necessary, the holding device 17 with the vertebral body 7 can be removed. Therefore, in this embodiment, the holding device 17 detachable on the top 20 arranged.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wirbelstörkörper 7 unmittelbar mit der Haube 21 verbunden (6). In diesem Fall kann der Wirbelstörkörper 7 gleichzeitig mit der Haube 21 entfernt werden und zusammen mit der Haube 21 wieder in Position gebracht werden. In one embodiment of the invention, the vertebral body is 7 immediately with the hood 21 connected ( 6 ). In this case, the herniated body 7 simultaneously with the hood 21 be removed and along with the hood 21 be put back in position.

7 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Wirbelstörkörpers 7. Der Wirbelstörkörper 7 besitzt eine flach elliptische Form. Deutlich zu erkennen ist, dass seine Anströmfläche A, die in der Bildseite oben bzw. unten liegt wesentlich größer ist, als die stirnseitige Anströmfläche. Dies ist auf die unterschiedlich langen Achsen der abgeflachten Ellipse zurückzuführen. Das Profil kann auch als symmetrisches Tragflächenprofil bezeichnet werden, das dazu ausgelegt ist in Strömungsrichtung, die in Richtung des Pfeils P weist, einen möglichst geringen Widerstand zu erzeugen. 7 shows a perspective view of a vertebral body 7 , The vertebral body 7 has a flat elliptical shape. It can be clearly seen that its inflow area A, which lies in the image side above or below, is substantially larger than the frontal inflow area. This is due to the differently long axes of the flattened ellipse. The profile can also be referred to as a symmetrical airfoil profile, which is designed in the flow direction, which points in the direction of the arrow P, to produce the lowest possible resistance.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Rinnenanordnung chute assembly
22: Fuchsbalken Fuchs bar
33: Auslass outlet
44: Seitenwand Side wall
55: Seitenwand Side wall
66: Boden ground
77: Wirbelstörkörper Wirbelstörkörper
88th: Wirbelstörkörper Wirbelstörkörper
99: Wirbelstörkörper Wirbelstörkörper
1010: Wirbelstörkörper Wirbelstörkörper
1111: Metallschmelze molten metal
1212: Badspiegel von 11 Badspiegel of 11
1313: Schlacke slag
1414: Badspiegel von 13 Badspiegel of 13
1515: Übergangsbereich Transition area
1616: Badspiegel von 15 Badspiegel of 15
1717: Haltevorrichtung holder
1818: Haltevorrichtung holder
1919: Haltevorrichtung holder
2020: Oberseite von 1 Top of 1
2121: Haube Hood
AA: Anströmfläche inflow area
HH: Höhe height
LL: Längsrichtung longitudinal direction
R1R1: erste Reihe first row
R2R2: zweite Reihe second row
QQ: Querebene transverse plane
PP: Pfeil arrow
II: Spülbereich rinsing
IIII: Beruhigungsbereich calming region

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19542367 C2 [0003]
DE 20308140 U1 [0004]

Claims

Channel arrangement for draining and conducting molten metal ( 11 ) and of slag ( 13 ), in particular of molten pig iron and slag, from a smelting furnace, having a wear lining of a refractory material comprising side walls ( 4 . 5 ) and a floor ( 6 ), wherein the channel arrangement ( 1 ) A rinsing (I) and an adjoining calming region (II), characterized in that in the flushing (I) at a distance (H) from the bottom ( 6 ) and at a distance from the side walls ( 4 . 5 ) at least one vertebral body ( 7 - 10 ), which is intended for use on both sides of slag ( 13 ) to be flowed around.

Channel arrangement according to claim 1, characterized in that the distance (H) from the ground ( 6 ) greater than the height of the bath level ( 12 ) of molten metal ( 11 ), but smaller than the height of the bathroom mirror ( 12 ) on the molten metal ( 11 ) floating slag ( 13 ).

Channel arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the vertebral body ( 7 - 10 ) transversely to the longitudinal direction (L) of the channel arrangement ( 1 ) has a larger flow area (A) than in the longitudinal direction (L) of the channel arrangement ( 1 ).

Channel arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the vertebral body ( 7 - 10 ) is streamlined and at its in the longitudinal direction (L) of the channel arrangement ( 1 ) facing ends has a smaller width than in its central region.

Channel arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the vertebral body ( 7 - 10 ) on both sides at the same distance from the side walls ( 4 . 5 ) is arranged.

Channel arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of vertebral bodies ( 7 - 10 ) are provided, which in the longitudinal direction (L) of the channel arrangement ( 1 ) are offset from one another.

Channel arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that a plurality of vertebral bodies ( 7 - 9 ) are provided, which are transverse to the longitudinal direction (L) of the channel arrangement ( 1 ) are offset from one another.

Channel arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one vertebral body ( 7 - 9 ) on a displaceable holding device ( 17 - 19 ) is attached.

Channel arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the at least one vertebral body ( 7 - 9 ) at one of the trough arrangement ( 1 ) covering hood ( 21 ) is attached.

Channel arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one vertebral body ( 7 - 9 ) consists of a refractory material.

Channel arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the least one vertebral body ( 7 - 9 ) consists of copper or a copper alloy and is cooled on the inside.