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Dokumentenidentifikation DE3751501T2 15.02.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0482679
Titel Kontrollieren der Rauchgase beim Stahlstrangguss.
Anmelder Inland Steel Co., Chicago, Ill., US
Erfinder Mulesa, John L., Munster, Indiana 46321, US
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte BOEHMERT & BOEHMERT, NORDEMANN UND PARTNER, 28209 Bremen
DE-Aktenzeichen 3751501
Vertragsstaaten BE, CH, DE, ES, FR, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 16.03.1987
EP-Aktenzeichen 911221752
EP-Offenlegungsdatum 29.04.1992
EP date of grant 30.08.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.02.1996
IPC-Hauptklasse B22D 45/00
IPC-Nebenklasse B22D 11/14   B08B 15/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Rauchkontrolle bei Stahlherstellungsverfahren und spezieller die Rauchkontrolle beim Strangguß von Stahl, dem Rauchgas emittierende Zusatzstoffe zugesetzt werden.

Beispiele für Rauchgase emittierende Legierungszusätze sind Blei und Bismut, die geschmolzenem Stahl zugesetzt werden, um die maschinellen Bearbeitbarkeitseigenschaften des erhärteten Stahlproduktes zu verbessern.

Beim Strangguß von Stahl wird geschmolzener Stahl aus einer Gießpfanne in eine Gießwanne gegeben, von wo der geschmolzene Stahl in eine Gießform geleitet wird, wo mindestens eine Außenhaut aus erhärtetem Stahl gebildet wird.

Die Rauchgase emittierenden Zusatzstoffe können dem geschmolzenen Stahl in der Gießpfanne zugesetzt werden, oder sie können dem Strom von geschmolzenem Stahl zugesetzt werden, der aus der Gießpfanne in die Gießwanne fließt. Außer aus der Gießpfanne können Rauchgase aus dem geschmolzenen Strom zwischen der Gießpfanne und der Gießwanne und aus dem geschmolzenen Stahl in der Gießwanne emittiert werden.

Im Stranggußprozeß bewegt sich der teilweise erhärtete Stahl stromabwärts der Gußform weiter in die Sprühkammer, in der der Stahl mit Wasser besprüht wird, um den Stahl zu kühlen und weiter zu erhärten. Der erhärtete Stahl bewegt sich dann in eine Auslaufkammer, die sich am hinteren Ende der Sprühkammer befindet. Vergleichsweise saubere Gase, frei von Rauchgasen aus den Rauchgase emittierenden Gasen, werden in der Sprühkammer und in der Auslaufkammer erzeugt.

Nach der Auslaufkammer bewegt sich der erhärtete Stahl zu einer Brennschneidestation, die sich unmittelbar stromabwärts der Auslaufkammer befindet, wo der Strang in Teile geschnitten wird. Das Brennschneiden des Stranges erzeugt Rauchgase aus den Rauchgase emittierenden Zusatzstoffen im erhärteten Stahlstrang. Diese Rauchgase müssen daran gehindert werden, in die Arbeitsplatzumgebung um die Stranggußanlage zu entweichen, da die Rauchgase eine Gesundheitsgefährdung darstellen können. Im Falle von Blei beschränkt das Gesetz die Menge von bleihaltigem Material, das in der Arbeitsplatzumgebung als Staub oder Rauchgas vorhanden sein darf, auf nicht mehr als 50 ug/m³.

Die vom geschmolzenen Stahl, oder vom Strang während des Brennschneidevorgangs freigesetzten Rauchgase, liegen zumindest anfangs als Blei- oder Bismutdämpfe vor, die dann mit der Atmosphäre reagieren können, um Oxide von Blei oder Bismut zu bilden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht entscheidend, ob die Rauchgase aus den Rauchgase emittierenden Zusatzstoffen als metallische Dämpfe oder den Oxiden davon vorliegen. Beide Formen sind in gleichem Maße unerwünscht.

Gase, die Rauchgase transportieren, die bei Stahlherstellungsverfahren gesammelt werden, werden normalerweise durch ein Sackhaus geleitet, das die Rauchgase von den Trägergasen entfernt, die dann ohne die Rauchgase in die Atmosphäre entlassen werden.

An der Brennschneidestation werden Wasserstäube benutzt, um Sinter und Metallschlacke, die durch den Brennschneideschritt entstehen, in einen Ablaufkanal zu waschen, der sich neben den Stahlsträngen bei der Brennschneidestation befindet. Rauchgase, die durch den Brennschneideschritt erzeugt werden, werden vom Ort des Brennschneidens durch Absaugleitungen entfernt. Wegen der Wasserstäube, die an der Brennschneidestation verwendet werden, sind die Gase, die von diesem Ort abgesaugt werden, feucht und kalt. Es ist nicht wünschenswert, feuchte, kalte Gase in einem Sackhaus zu behandeln, da sich in solchen Fällen die Feuchtigkeit im Sackhaus niederschlagen kann und die Fähigkeit des Sackhaus stört, seine rauchgaseentfernende Funktion zu erfüllen.

JP-A-5717357 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 7. JP-A-6010311 offenbart ein ähnliches Verfahren und eine ähnliche Vorrichtung.

Die beanspruchte Erfindung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, um die Menge toxischer Rauchgase, die während des Stranggußvorganges in die unmittelbare Arbeitsplatzumgebung entweichen können, in großem Umfang zu begrenzen.

Der Strom geschmolzenen Stahls ist von einem Schirmblech umgeben während er zwischen Gießpfanne und Gießwanne fließt. Die Gießwanne ist abgedeckt und weist eine Öffnung auf, durch die der geschmolzene Stahl in die Gießwanne gelangen kann. Zwischen der Gießpfanne und der Gießwanne wird eine bewegliche Abzugshaube mit einer Abzugseinlaßöffnung positioniert, die sich unmittelbar neben der Öffnung in der Gießwanne befindet. Ablenkbleche sind beschrieben, um irgendwelche durch die Öffnung in der Gießwanne emittierten Rauchgase auf die Nähe der Absaugöffnung zu beschränken.

Nachdem die Gießwanne von im wesentlichen allem Stahl, der daraus abgezogen werden kann, entleert worden ist, emittiert sie - während sie abkühlt - weiterhin einige toxische Rauchgase aufgrund eines Restes geschmolzenen Stahls, der in der Gießwanne zurückbleibt oder an deren Wänden haftet. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Gießwanne zusammen mit ihrer zugehörigen Abzugshaube von einer Gieß- in eine Nicht-Gießposition bewegt und die Rauchgase, die von der Gießwanne weiter emittiert werden während die letztere sich in ihrer Nicht- Gießposition befindet, werden durch ihre zugehörige Abzugshaube gesammelt.

Die Abgase, die an der Gießwanne während des Gußvorganges, wenn sie sich in ihrer Gießposition befindet und bevor die Gießwanne geleert wird, gesammelt werden, sind relativ heiß und trocken verglichen mit den an der Brennschneidestation gesammelten Gasen.

Die Rauchgase, die gemäß der vorliegenden Erfindung kontrolliert werden, können entweder metallische Dämpfe oder Oxide der Rauchgase emittierenden Zusatzstoffe oder beides sein.

Andere Merkmale und Vorteile sind dem Verfahren und der Vorrichtung, die beansprucht und offenbart werden, eigen oder werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beiliegenden schematischen Zeichnungen für die Fachleute offensichtlich.

Fig. 1 ist ein schematisches Flußdiagramm eines Stranggußvorgangs;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ist ein unvollständiger Längsschnitt, der einen Teil der Stranggußapparatur darstellt, die in Fig. 1 schematisch gezeigt ist;

Fig. 4 ist eine unvollständige perspektivische Ansicht eines Teils einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 ist ein unvollständiger Längsschnitt eines Sackhauses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung

Fig. 1 zeigt einen Stranggußvorgang, bei dem geschmolzener Stahl aus einer Gießpfanne 10 durch ein Schirmblech 11 in eine Gießwanne 12 gegeben wird, aus der der geschmolzene Stahl durch Gießtüllen 13 in eine Gießform 14 fließt, worin der Stahl zumindest teilweise erhärtet. Dann bewegt sich der Stahl auf einer bogenförmigen Bahn durch eine Sprühkammer 15 herkömmlicher Bauweise, die herkömmliche Wassersprühdüsen verwendet, um den Stahl zu kühlen, während er sich auf der bogenförmigen Bahn fortbewegt. Am stromabwärts gelegenen Ende der Sprühkammer 15, und getrennt und einzeln davon, befindet sich eine Auslaufkammer 16, aus der ein erhärteter Stahlstrang 17 herauskommt, der über Walzen 18 zu einer Brennschneidestation gelangt die aus einem Schneidetisch 19 besteht, der nach oben offen ist und mit einer Brennschneidevorrichtung 20 konventioneller Bauweise verbunden ist, die sich entlang einer Bahn bei 21 vor- und zurückbewegt, um den Strang 17 in eine Vielzahl von Teilen, z.B. Stahlbarren, schneidet. Herkömmliche Wasserzerstäuber (nicht gezeigt), die normalerweise mit solchen Brennschneidevorrichtung verbunden sind, werden an der Brennschneidestation verwendet.

Fig. 3 zeigt Gießwanne 12, die sich in einer Gießposition direkt unterhalb Gießpfanne 10 befindet. Gießwanne 12 umfaßt einen Deckel 24, der eine Öffnung 25 hat. Vom Boden der Gießpfanne 10 erstreckt sich ein Kanal 26 zur Gießwannenöffnung 25, um geschmolzenen Stahl von Gießpfanne 10 durch die Gießwannenöffnung 25 zu leiten. Kanal 26 ist von einem röhrenförmigen, äußeren Schirmblech 27 umschlossen, das sich vom Boden der Gießpfanne 10 durch Öffnung 25 im Deckel 24 der Gießwanne 12 erstreckt. Schirmblech 27 umschließt sowohl Kanal 26 als auch den Strom geschmolzenen Stahls der von dem letztgenannten in die Gießwanne 12 geleitet wird und hilft, den Strom geschmolzenen Stahls vor der Atmosphäre außerhalb des Stroms geschmolzenen Stahls zu schützen.

Rauchgase emittierende Zusatzstoffe, wie Blei oder Bismut, werden dem Strom geschmolzenen Stahls durch ein Rohr 28 zugeführt, das sich nach unten gerichtet durch die Wand des röhrenförmigen Schirmblechs 27 erstreckt. Ein weiteres Rohr 29 ist mit dem Inneren des Schirmblechs 27 zum Einführen eines druckregulierenden Gases in das innere von Schirmblech 27 verbunden. Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung ist detaillierter beschrieben in U.S. Anmeldung Seriennr. 731077 eingereicht am 6. Mai 1985 und deren Offenbarung wird hierin durch Bezugnahme einbezogen.

Die Zugabe von Rauchgase emittierenden Zusatzstoffen zum geschmolzenen Stahl, der in die Gießwanne 24 fließt, erzeugt Rauchgase in Gießwanne 24 und in Schirmblech 27. Diese Rauchgase können durch den Teil der Gießwannenöffnung 25 entweichen, der nicht durch den Querschnitt von Schirmblech 27 abgedeckt ist. Man verhindert durch die in Fig. 1, 2 und 4 gezeigte Vorrichtung, daß diese Rauchgase die Arbeitsplatzumgebung verschmutzen. Um die in der Gießwanne und im Schirmblech erzeugten Rauchgase zu sammeln, befindet sich eine Abzugshaube 32 zwischen Gießpfanne 10 und Gießwanne 12 (Fig. 1). Abzugshaube 32 hat eine Einlaßöffnung 33, die sich neben der Deckelöffnung 25 des Gießwannendeckels 24 befindet (Fig. 4). Abzugseinlaßöffnung 33 weist eine gebogenen Form auf, passend zur Form des Teils der Gießwannendeckelöffnung 25, wo sich Abzugseinlaßöffnung 33 befindet. Wie in Fig. 4 dargestellt, weist Gießwannendeckelöffnung 25 eine unregelmäßige Form auf, um sich dem Kippen von Schirmblech 11 anzupassen und das Positionieren des Schirmblechs 11 in Öffnung 25 zu erleichtern.

Zwei Ablenkbleche 34, 35 erstrecken sich vom Abzugskanal 32 auf gegenüberliegenden Seiten von Einlaßöffnung 33, die sich normalerweise neben Gießwannenöffnung 25 befinden, wenn sich Abzugseinlaßöffnung 33 an gleicher Stelle befindet. Ablenkbleche 34, 35 erstrecken sich zwischen dem Boden von Gießpfanne 10 und Gießwannendeckel 24. Ablenkbleche 34, 35 dienen dazu, giftige Rauchgase aus Gießwanne 12 und Schirmblech 11 im wesentlichen auf die Nähe von Abzugseinlaßöffnung 33 zu beschränken.

Ablenkbleche 34, 35 sind auf Abzugshaube 32 bei 36 bzw. 37 (Fig. 4) für Schwenkbewegungen der Ablenkbleche zueinander und voneinanderweg - relativ zur Haube 32 - befestigt. Das erleichtert das Positionieren der Ablenkbleche, damit sie ihre beabsichtigte Funktion erfüllen. Wie in Fig. 4 dargestellt, umfaßt Ablenkblech 34 ein Bodenteil 38, um zumindest einen Teil der Deckelöffnung 25 auf Gießwanne 12 abzudecken. Ein Wandteil 39 erstreckt sich vom Bodenteil 38 nach oben.

Bezug nehmend auf Fig. 2 wird Abzugskanal 32 mit einem Ende einer Kolbenstange 42 verbunden, die in einen mit Luft betriebenen Zylinder 43 zurückziehbar ist, um Abzugskanal 32 relativ zur Gießwannenöffnung 25 vorwärts und rückwärts entlang einer horizontalen Bahn zu bewegen, zwischen einer ausgestreckten Arbeitsposition nahe Öffnung 25 und einer zurückgezogenen, räumlich verlagerten Position relativ entfernt von Öffnung 25.

Abzugshaube 32 hat ein Auslaßende 44, das mit dem Einlaßende 45 einer Kupplung 46 verbunden ist, wenn Abzugshaube 32 sich in ihrer Arbeitsposition befindet. Kupplung 46 hat ein Auslaßende 47, um mit einer weiteren Kupplung 48 verbunden zu sein, die dann wieder mit einem Kanal 49 verbunden ist.

Gießwanne 12 ist Teil eines Aufbaus, der auch Abzugshaube 32, Kolbenstange 42 und Zylinder 43 und Kupplung 45 sowie ein Stützgerüst (nicht gezeigt) umfaßt. Dieser Aufbau ist auf einen Wagen mit Rädern 52, 52 montiert, um den Aufbau aus einer Gießposition (durchgezogene Linien in Fig. 2) in eine Nicht- Gießposition (strichpunktierte Linien in Fig. 2) zu fahren.

Nachdem sie von allem geschmolzenen Stahl, der davon abgezogen werden kann, entleert worden ist, emittiert die Gießwanne für eine Zeit lang weiterhin toxische Rauchgase. Zu diesem Zeitpunkt muß die Gießwanne aus der Gießposition, in der das Sammeln von Rauchgasen möglich ist, in die Nicht-Gießposition bewegt werden, damit andere Teile der Stranggußanlage für den nächsten Guß vorbereitet werden können.

Vor Beginn des Stranggußvorgangs wird die Gießwanne oft in der Nicht-Gießposition vorerwärmt. Wenn eine Gießwanne kurz zuvor zum Strangguß geschmolzenen Stahls benutzt worden ist, der Rauchgase emittierende Zusatzstoffe enthielt, verbleibt an der feuerfesten Auskleidung der Gießwanne ein Rückstand, der während des Vorwärmens verdampfen und Rauchgase emittieren wird.

Die vorliegende Erfindung sieht Maßnahmen vor, um toxische Rauchgase einzufangen, die von der Gießwanne emittiert werden, wenn sich letztere in der Nicht-Gießposition befindet. Bezug nehmend auf Fig. 2 wird Abzugshaube 32 normalerweise zurückgezogen auf ihre räumlich verlagerte Position (strichpunktierte Linien über Zylinder 43) wenn die Gießwanne und damit verbundene Ausrüstung aus der Gieß- in die Nicht-Gießposition bewegt wird. Haube 32 wird auf ihre Arbeitsposition zurückbewegt, wobei sich Einlaßöffnung 33 neben Öffnung 25 in Gießwanne 12 befindet, wenn sich der Aufbau in der Nicht-Gießposition befindet, um die durch Öffnung 25 entweichenden Rauchgase einzufangen. In Gießwannendeckei 24, auf Öffnung 25 gegenüberliegenden Seiten, und räumlich getrennt von Öffnung 25 befindet sich ein Paar Auslaßöffnungen 53, 54, die jeweils durch eine eigene Platte 55, 56 abgedeckt sind, wenn sich die Gießwanne in ihrer Gießposition (durchgezogene Linien in Fig. 2) befindet. Wenn sich die Gießwanne jedoch in ihrer Nicht-Gießposition (strichpunktierte Linien in Fig. 2) befindet, werden die Deckplatten 55, 56 aus Ihrer Position über Auslaßöffnungen 53, 54 entfernt und aus diesen Entlüftungsöffnungen entweichende Rauchgase werden durch zusätzliche Hauben 57, 58, die sich an der Nicht-Gießposition befinden, abgesaugt.

Abzugshauben 32, 57 und 58 werden alle dazu verwendet, Rauchgase aus Gießwanne 12 abzuziehen, wenn sich letztere in ihrer Nicht-Gießposition befindet, entweder während des Vorwärmvorgangs oder nach dem Gießvorgang, wenn die Gießwanne weiterhin toxische Rauchgase emittiert.

Abzugshauben 57, 58 sind mit je einer Abzweigleitung 60, 61 verbunden, die jeweils mit einem Hauptkanal 62 verbunden sind, der mit einer Kupplung 63 verbunden ist, die ihrerseits mit einer Verbindungsleitung 64 verbunden ist, die mit Kanal 49 verbunden ist. Kanal 49 wird dazu verwendet, die Rauchgase zu entfernen, die in der Gießwanne erzeugt werden, wenn sich die Letztgenannte in ihrer Gießposition (durchgezogene Linien in Fig. 2) befindet.

Abzugshaube 32 hat typischerweise eine Querschnittsfläche, die ausreicht, um eine Aufnahmegeschwindigkeit von 7000 ft./min. (2134 m/min) in der Nähe von Gießwannenöffnung 25 zu gewährleisten, während sich die Gießwanne in der Gießposition befindet. Dadurch werden die toxischen Rauchgase in der Arbeitsplatzumgebung um die Gießwannenöffnung 25 unter dem erforderlichen Maximum von 50 ug/m³ bleiben. Der Rest des Haube 32 nachgeschalteten Absaugsystems weist ebenfalls eine ausreichende Kapazität auf, um diese Bedingungen aufrechtzuerhalten.

Bezug nehmend auf Fig. 1 und Fig. 2 befindet sich unter der Brennschneidestation bei Tisch 19 ein Ablaufkanal 66 zum Sammeln der Metallschlacke und des Sinters, der von der Bramme 17 von dem nach oben offenen Tisch 19 während des Brennschneidevorganges herabfällt. Ablaufkanal 66 sammelt auch Wasser, das infolge der Wasserstäube (nicht gezeigt), die den Brennschneideschritt begleiten, von oben herabfällt. Der Ablaufkanal 66 hat zwei gegenüberliegende Seiten 99, 100, auf denen sich jeweils eine Vielzahl von Abzugsauslaßöffnungen 67, 67 befinden, die mit einem Abgassammler 68 verbunden sind, der mit einem Kanal 69 verbunden ist. Die durch den Brennschneidevorgang erzeugten Rauchgase werden in den Ablaufkanal 66 gezogen und von dort durch die Abzugsauslaßöffnungen 67, 67 abgesaugt.

Ablaufkanal 66 hat einen Boden 70, der in Stromabwärtsrichtung nach unten geneigt ist. Das veranlaßt das Wasser, das in Ablaufkanal 66 tropft, in Stromabwärtsrichtung zu fließen und dabei eine stromabwärts gerichtete Strömung zu erzeugen, um den Sinter und die Metallschlacke, die in den Kanal 66 fallen, stromabwärts wegzuwaschen. Die Strömung in Ablaufkanal 66 bewirkt, daß auch einige der Rauchgase, die in Ablaufkanal 66 gezogen werden, zum stromabwärts gelegenen Ende 74 des Ablaufkanals 66 getragen werden, und wenigstens zum Teil entziehen sich diese Rauchgase der Entfernung durch Absaugöffnungen 67, 67. Um diese Rauchgase daran zu hindern, in die Arbeitsumgebung am stromabwärts gelegenen Ende 74 des Ablaufkanals zu entweichen, befindet sich unmittelbar stromabwärts und über dem stromabwärts gelegenen Ende 71 von Tisch 19 eine Abzugshaube 72 (Fig. 2). Abzugshaube 72 ist mit einem Kanal 73 verbunden, der wiederum mit Kanal 69 verbunden ist, der, wie oben erwähnt, auch mit den Abgassammlern 68, 68 verbunden ist. Abzugshaube 72 wird auch alle Rauchgase sammeln, die durch eine Probenahmevorrichtung (nicht gezeigt) verursacht werden, die sich normalerweise nahe am stromabwärts gelegenen Ende 71 von Tisch 19 befindet.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß Abzugsauslaßöffnungen 67, 67 Gase an einer Stelle direkt unterhalb der Brennschneidestation sammeln, und Abzugshaube 72 Gase am stromabwärts gelegenen Ende der Brennschneidestation sammelt, einer Stelle, unmittelbar stromabwärts der am weitesten stromabwärts gelegenen Position, zu der sich die Brennschneidevorrichtung 20 während des Brennschneideschrittes bewegt. Wie in Fig. 2 dargestellt befindet sich die Abzugshaube 72 über Abzugsauslaßöffnungen 67, 67.

Gase, die an Abzugshaube 72 und Abzugsauslaßöffnungen 67, 67 gesammelt werden, werden durch Kanal 69 zu einem Zyklonabscheider 75 geleitet, worin große Feuchtigkeitstropfen von den Gasen getrennt werden, die dann durch das Oberteil des Abscheiders 75 in einen Kanal 76 austreten.

Die in Kanal 69 gelangenden Gase enthalten Feuchtigkeit infolge der Wasserstäube, die an der Brennschneidestation verwendet werden. Dementsprechend sind die Gase in Kanal 69 vergleichsweise kalt und feucht verglichen mit den Gasen, die aus der Gießwanne in Kanal 49 abgesogen werden. Obwohl große Wassertropfen abgezogen worden sind, sind die durch Kanal 76 aus dem Zyklonabscheider 75 kommenden Gase noch vergleichsweise feucht und kühl. Diese Gase werden durch Kanal 77 in ein Sackhaus 78 befördert, um die Gase von den darin enthaltenen toxischen Zusätzen, z.B. Oxide von Blei und Bismut, zu entfernen.

Es ist nicht wünschenswert, daß die in ein Sackhaus gelangenden Gase eine Temperatur unterhalb des Taupunkts der Gase aufweisen, da dieses die Feuchtigkeit in den Gasen dazu veranlaßt sich im Sackhaus niederzuschlagen und dabei die Fähigkeit des Sackhauses stört, seine geplante Funktion zu erfüllen. Genauer gesagt, werden in einem Sackhaus schmutzige Gase durch die Wände von sich vertikal erstreckenden Gewebesäcken, von der Außenseite zur Innenseite dieser Säcke, gezogen. Während die Gase durch die Gewebewände der Säcke strömen, werden sie von den Staubpartikeln gereinigt, die sich an der Außenseite der Sackwände ansammeln. Die gereinigten Gase, die in das Innere der Säcke gelangen, werden weiter stromabwärts geleitet und schließlich in die Atmosphäre entlassen.

Von Zeit zu Zeit, wenn der sich an der Außenseite der Sackwände sammelnde Staub zu dick wird, werden die Säcke geschüttelt, um den Staub zu enfernen. Das ist notwendig, weil eine allzu dicke Staubschicht die Passage des Gases durch den Sack behindert. Wenn die Gase eine Temperatur unterhalb ihres Taupunktes haben, wird sich Feuchtigkeit in den Gasen an der Außenseite der Sackwände niederschlagen und die Staubteilchen, die sich dort ansammeln, veranlassen eine Kruste zu bilden, und dies stört das Entfernen der Staubpartikel von den Sackwänden. Wenn andererseits die Temperatur der Gase oberhalb ihres Taupunktes liegt, liegt die Feuchtigkeit in Dampfform vor und wird zusammen mit den gereinigten Gasen durch die Sackwände strömen.

Eine Erhöhung der Temperatur der kalten, feuchten Gase von der Brennschneidestation auf eine Temperatur oberhalb ihres Taupunktes wird dadurch erreicht, daß diese Gase mit den vergleichsweise heißen, trockenen Gasen gemischt werden, die von der Gießwanne abgesaugt werden. Ein Mischen der Gase liefert darin auch einen Wassergehalt, der wesentlich geringer ist als der Wassergehalt in den Gasen von der Brennschneidestation unmittelbar vor dem Mischen. Sowohl die Erhöhung der Gastemperatur als auch die Abnahme des Wassergehaltes verglichen mit den entsprechenden Zuständen der Gase von der Brennschneidestation, trägt dazu bei, die Wahrscheinlichkeit eines Wasserniederschlags stromaufwärts von Sackhaus zu verringern.

Das Mischen der Gase beginnt an einer Einmündung 80, wo Kanal 76, der die vergleichsweise feuchten, kalten Gase von der Brennschneidestation enthält, auf Kanal 49 trifft, der die vergleichsweise heißen, trockenen Gase von der Gießwanne enthält. Kanäle 76 und 49 treffen an Einmündung 80 aufeinander, um Kanal 77 zu bilden. Einmündung 80 befindet sich stromaufwärts von Sackhaus 78.

Es gibt eine wesentliche Verzögerungsphase zwischen dem Beginn des Schrittes des Einführens des geschmolzenen Stahls an Gießwanne 12 und dem Beginn des Brennschneideschrittes an Tisch 19. Während dieser Verzögerungsphase werden die heißen, trokkenen Gase, die an Gießwanne 12 erzeugt werden, durch die Kanäle 49 und 77 in Sackhaus 78 geleitet, um das Sackhaus vorzuwärmen, bevor irgendwelche Rauchgase aus einem Brennschneideschritt in das Sackhaus geleitet werden. Das reduziert den Feuchtigkeitsniederschlag im Sackhaus wenn die Gase von der Brennschneidestation schließlich hindurchgeleitet werden. Genauer gesagt sind die Gase, die verwendet werden, um das Sackhaus 78 während der Verzögerungsphase vorzuwärmen, heißer als die gemischten Gase, die in das Sackhaus nach der Verzögerungsphase gelangen. Entsprechend ist zumindest zu Beginn der Zeit, da die gemischten Gase in das Sackhaus gelangen, das Sackhaus auf einer wesentlich höheren Temperatur als die hereinkommenden Gase. Schließlich wird natürlich die Temperatur des Sackhauses fallen und sich derjenigen der gemischten Gase, die in das Sackhaus gelangen, annähern, aber die Temperatur des Sackhauses wird nicht unterhalb des Taupunktes der eindringenden gemischten Gase sinken, die auf einer Temperatur oberhalb ihres Taupunktes gehalten werden.

Während der Verzögerungsphase wird ein Schieber 81 in Kanal 76 geschlossen, um zu verhindern, daß kalte Gase bei Einmündung 80 in Kanal 77 gelangen. Während dieser Zeit werden keine Rauchgase an der Brennschneidestation erzeugt, da diese Station nicht in Betrieb ist.

Nur weil das Zugeben des geschmolzenen Stahls in die Gießwanne eine beträchtliche Weile vor dem Beginn des Brennschneideschrittes vonstatten geht, geht auch der Brennschneideschritt für eine wesentliche Zeitspanne nach dem Ende des Zugebens des geschmolzenen Stahls in die Gießwanne vonstatten. Folglich wird eine umfangreiche Erzeugung von kalten, feuchten Rauchgasen an der Brennschneidestation zu einer Zeit andauern, da es zu einer wesentlichen Verringerung, wenn nicht zu einem vollständigen Abbruch, der Erzeugung von heißen, trockenen Gasen an der Gießwanne kommt, die mit den kalten, feuchten Gasen an Einmündung 80 gemischt werden können. Um zu verhindern, daß die in Sackhaus 78 gelangenden Gase unterhalb ihres Taupunktes sinken, werden die feuchten, kalten Gase die von Kanal 76 kommend in Kanal 77 einmünden, mit heißen, trockenen Gasen aus einer weiteren Quelle gemischt.

Genauer gesagt ist die Bramme noch vergleichsweise heiß, wenn Bramme 17 aus der Auslaufkammer 16 passiert. Die Bramme wird in Auslaufkammer 16 nicht einer Sprühkühlung unterzogen, so daß die Luft in Auslaufkammer 16 durch Bramme 17 erwärmt wird und Luft durch Wasserstäube weder gekühlt noch angefeuchtet wird. Folglich sind die Gase in Auslaufkammer 16 vergleichsweise heiß und trocken verglichen mit den von der Brennschneidestation abgesaugten Gasen.

Die heißen, trockenen Gase in Auslaufkammer 16 werden durch eine Abzugsauslaßöffnung bei 83 abgesaugt, die mit einem Kanal 84 verbunden ist, der wiederum mit einem Verbindungskanal 85 verbunden ist, der mit einem weiteren Kanal 87 verbunden ist, der bei einer Einmündung 88 auf Kanal 49 trifft.

Wie zuvor bemerkt, befindet sich Auslaufkammer 16 am stromabwärts gelegenen Ende der Sprühkammer 15 und unmittelbar stromaufwärts von der Brennschneide-station. Auslaufkammer 16 ist hinreichend nahe an der Brennschneidestation, so daß die heißen, trockenen Gase, die von der Auslaufkammer 16 abgezogen werden, genügend Wärme behalten, bis zu der Zeit, zu der sie Einmündung 80 erreichen, wo sie mit den kalten, feuchten Gasen von der Brennschneidestation gemischt werden, um die Temperatur der gemischten Gase oberhalb ihres Taupunktes zu halten, wenn die gemischten Gase in das Sackhaus 78 gelangen.

Verbindungskanal 85 enthält einen Schieber 89 und Kanal 84 enthält einen Schieber 90, der stromabwärts von der Einmündung 91 zwischen Kanal 84 und Verbindungskanal 85 angeordnet ist. Schieber 89 ist geöffnet und Schieber 90 ist geschlossen wenn die heißen, trockenen Gase von Auslaufkammer 16 mit den kalten, feuchten Gasen von der Brennschneidestation gemischt werden sollen. Schieber 89 ist geschlossen und Schieber 90 ist geöffnet wenn die Gase von Auslaufkammer 16 nicht mit den Gasen von der Brennschneidestation gemischt werden sollen. In diesem Fall umgehen die in Kanal 84 strömenden Gase Sackhaus 78.

Saubere Gase aus Sackhaus 78 strömen in einen Absaugkanal 93, der mit zwei Einlaßkanälen 94, 94 verbunden ist, von denen jeder zu einem eigenen Gebläse 95 führt, von denen jedes einen Auslaßkanal 96 hat, der mit einem Kanal 97, und dieser wiederum mit einem Kamin 98 verbunden ist.

Bezug nehmend nun auf Fig. 5 enthält Sackhaus 87 eine Vielzahl von sackähnlichen Filtern, von denen jeder einen Gewebebeutel 101, der oben eine Öffnung 104 hat, und einen geschlossenen Boden 105 umfaßt, und in den das Gas von der Außenseite strömt und dabei einen Staubfilm auf dem Beutel bildet, der als Filtermedium wirkt. Abzugsauslaßöffnung 93 des Sackhaus (Fig. 2) ist mit der oben befindlichen Öffnung 104 eines jeden Beutels verbunden. Jeder Beutel 101 wird am oberen Ende 104 in konventioneller Art und Weise (nicht gezeigt) gehalten. Wenn der Staubfilm zu dick wird, kann das Auslaßende des Beutels bei 104 geschlossen und dadurch der Gasstrom abgestellt werden und der Beutel kann geschüttelt oder in Schwingungen versetzt werden, damit er den überschußstaub in einen Auffangtrichter am Boden der Beutel abwirft. Alternativ können die Beutel "gepulst" werden, indem ein Luftstoß von oben herab durch die obere Öffnung 104 eines jeden Beutels, z.B. durch Umkehr der Gebläse 95, 95, geleitet wird.

Wie oben festgestellt, wird sich, wenn die Temperatur des in das Sackhaus gelangenden Gases unter seinen Taupunkt fällt, Feuchtigkeit auf der Gewebewand des Beutels niederschlagen, wodurch ein krustiger Staubniederschlag auf dem Beutel gebildet wird, der äußerst schwierig, wenn nicht gar unmöglich, zu entfernen sein würde. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dargestellt in Fig. 5, wird dieses Problem dadurch vermieden, daß die Außenseite jedes Beutels 101 mit einer Schicht oder Membran 102 aus Polytetrafluorethylen (z.B. Teflon) versehen wird, Daraus ergibt sich, daß der Beutel eine innere Schicht 103 aus Gewebe und eine äußere Schicht oder Membran 102 aufweist. Das hat zwei Vorteile. Die Membran hat Poren, die so klein sind, daß sie weit effizienter als das Gewebe ist, wenn es darum geht, Staubteilchen von einer Passage in das Innere des Beutels auszuschließen. Zusätzlich ist Membran 102 viel glatter als das Gewebe, so daß selbst wenn sich Feuchtigkeit niederschlägt und die Bildung einer Kruste auf der Membran zur Folge hat, das zusammengebackene Material dort nicht haften bleiben wird, sondern von der Membran herabgleiten wird, wenn der Beutel gepulst wird.

Die vorhergehende detaillierte Beschreibung wurde nur zwecks Klarheit des Verständnisses gegeben und es sollten hieraus keine unnötigen Beschränkungen entnommen werden, da Anderungen für die Fachleute offensichtlich sein werden.


Anspruch[de]

1. Ein Verfahren zur Verhinderung der Verschmutzung der Arbeitsplatzumgebung während des Stranggusses von Stahl durch Rauchgase, wobei besagtes Verfahren die Schritte umfaßt:

Einführen eines Stroms geschmolzenen Stahls aus einer Gießpfanne (10) in eine Gießwanne (12), die sich in einer Gießposition unter der Gießpfanne befindet;

Versehen besagter Gießwanne mit einem Deckel (24), der eine Öffnung (25) aufweist;

Leiten besagten geschmolzenen Stahls durch einen Kanal (26), der sich vom Boden der Gießpfanne (10) zu besagter Öffnung (25) in der abgedeckten Gießwanne erstreckt;

Zugabe von Rauchgase emittierenden Zusatzstoffen zu besagtem Strom geschmolzenen Stahls;

Anordnen einer Abzugshaube (32) mit einer Einlaßöffnung (33) zwischen besagter Gießpfanne und besagter Gießwanne;

Anordnen besagter Einlaßöffnung (33) nahe besagter Deckelöffnung (25) der abgedeckten Gießwanne;

Sammeln von Rauchgasen, die in besagter Gießwanne (12) erzeugt werden, an der besagten Abzugshaube (32) durch besagte Einlaßöffnung (33); gekennzeichnet durch

Anordnen von Ablenkblechen (34, 35) nahe besagter Deckelöffnung, die sich zwischen dem Boden der Gießpfanne (10) und dem Deckel der abgedeckten Gießwanne (12) erstrecken;

und im wesentlichen Beschränken besagter Rauchgase auf die Nähe besagter Abzugseinlaßöffnung (33) mit besagten Ablenkblechen (34, 35).

2. bin Verfahren nach Anspruch 1, wobei besagte Gießwanne (12) nach dem Abschluß des Stranggußverfahrens weiterhin besagte Rauchgase emittiert, wobei besagtes Verfahren umfaßt:

Bewegen sowohl der Gießwanne (12) als auch besagter Abzugshaube (32) aus besagter Gießposition in eine Nicht-Gießposition;

und Sammeln von Rauchgasen mit besagter Abzugshaube, die von besagter Gießwanne in der Nicht-Gießposition emittiert werden.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 2, wobei besagte Gießwanne (12) mindestens eine Auslaßöffnung (52, 54) im Gießwannendeckel an einer von besagter Deckelöffnung (25) in der Gießwanne räumlich entfernt liegenden Stelle besitzt und besagtes Verfahren umfaßt:

Absaugen von Rauchgasen aus besagter Gießwanne (12) durch eine zusätzliche Haube (57, 58), die über besagter Auslaßöffnung (53, 54) angeordnet ist.

4. Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei besagte Gießwanne (12) vor besagtem Stranggußvorgang vorgewärmt wird und besagte Rauchgase während des Vorwärmens emittiert aufgrund eines Restes von Rauchgase emittierendem Material, der aus einem vorangegangenen Stranggußvorgang in der Gießwanne zurückgeblieben ist, wobei besagtes Verfahren umfaßt:

Ausführen besagten Vorwärmens in einer Nicht-Gießposition, die von besagter Gießposition räumlich getrennt ist;

Bewegen besagter Gießwanne (12) zwischen besagten Gießund Nicht-Gießpositionen zusammen mit besagter Abzugshaube (32);

und Sammeln von Rauchgasen mit besagter Abzugshaube (32), die von besagter Gießwanne während besagten Vorwärmens emittiert werden.

5. Ein Verfahren nach Anspruch 4, wobei besagte Gießwanne (14) mindestens eine Auslaßöffnung (53, 54) im Gießwannendeckel an einer von besagter Deckelöffnung (25) in der Gießwanne räumlich getrennten Position besitzt, und besagtes Verfahren umfaßt:

Absaugen von Rauchgasen aus besagter Gießwanne (12) durch eine zusätzliche Haube (57, 58), die sich über besagter Auslaßöffnung (53, 54) befindet.

6. Ein Verfahren nach Anspruch 1, das umfaßt:

Umschließen besagten Kanals (26) in einem röhrenförmigen Schirmblech (27), das sich von besagtem Gießwannenboden durch besagte Öffnung (25) in die abgedeckte Gießwanne erstreckt;

Zugabe besagter Rauchgase emittierende Zusatzstoffe zu besagtem Strom geschmolzenen Stahls in besagtem äußeren Schirmblech (27);

und Sammeln von in besagtem Schirmblech (27) erzeugten Rauchgasen an besagter Abzugshaube (32) durch besagte Einlaßöffnung (33).

7. Eine Vorrichtung zum Stahlstrangguß, bei dem unerwünschte Rauchgase erzeugt werden, und zum Verhindern, daß besagte Rauchgase die Arbeitsplatzumgebung verschmutzen, wobei besagte Vorrichtung umfaßt:

eine Gießpfanne (10) zum Halten geschmolzenen Stahls;

eine abgedeckte Gießwanne (12), die eine Deckelöffnung (25) aufweist und in einer Gießposition unter der Gießpfanne (10) angeordnet ist;

einen Kanal (26), der sich vom Boden der Gießpfanne (10) zu besagter Öffnung (25) im Deckel der abgedeckten Gießwanne (12) erstreckt;

wobei besagter Kanal (26) Mittel umfaßt, um einen Strom geschmolzenen Stahls aus besagter Gießpfanne (10) in besagte Gießwanne (12) zu leiten;

Mittel (28) für das Zugeben von Rauchgase emittierenden Zusatzstoffen zu besagten Strom geschmolzenen Stahls;

eine Abzugshaube (32), die zwischen besagter Gießpfanne und besagter Gießwanne angeordnet ist und eine Abzugseinlaßöffnung (33) aufweist, die neben besagter Deckelöffnung (25) der abgedeckten Gießwanne angeordnet ist;

wobei besagte Abzugshaube (32) Mittel zum Sammeln von Rauchgasen umfaßt, die in besagter Gießwanne erzeugt werden; gekennzeichnet durch die Bereitstellung von:

Ablenkblechen (34, 35), die neben der Deckelöffnung (25) angeordnet sind und sich zwischen dem Boden der Gießpfanne (11) und dem Deckel der abgedeckten Gießwanne (12) erstrecken;

wobei besagte Ablenkbleche (34, 35) Mittel umfassen, um besagte Rauchgase im wesentlichen auf die Nähe besagter Abzugseinlaßöffnung (33) zu beschränken.

8. Eine Vorrichtung nach Anspruch 7, die umfaßt:

Mittel (52) zum Bewegen sowohl der Gießwanne (12) als auch besagter Abzugshaube (32) von besagter Gießposition in eine Nicht-Gießposition;

wobei besagte Abzugshaube (32) Mittel umfaßt, um Rauchgase zu sammeln, die von besagter Gießwanne in der Nicht-Gießposition emittiert werden.

9. Eine Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei:

besagte Gießwanne (12) mindestens eine Auslaßöffnung (53, 54) im Gießwannendeckel an einer von besagter Deckelöffnung (25) in der Gießwanne räumlich getrennten Position aufweist;

wobei besagte Vorrichtung eine zusätzliche Haube (57, 58) und Mittel zum Anbringen besagter zusätzlicher Haube über besagter Auslaßöffnung (53, 54) umfaßt, um Rauchgase aus besagter Gießwanne (12) durch die zusätzliche Haube abzusaugen.

10. Eine Vorrichtung nach Anspruch 8, die umfaßt: Mittel (42, 43) , um die besagte Abzugshaube (32) relativ zu besagter Gießwannenöffnung (25) vor und zurück entlang einer horizontalen Bahn zwischen einer Arbeitsposition neben besagter

Öffnung und einer davon räumlich getrennten Position fern von besagter Öffnung zu bewegen.

11. Eine Vorrichtung nach Anspruch 7, die umfaßt:

Mittel zum Bewegen besagter Abzugshaube (32) relativ zu besagter Gießwannenöffnung (25) vor und zurück entlang einer horizontalen Bahn zwischen einer Arbeitsposition neben besagter Öffnung und einer davon räumlich getrennten Position fern besagter Öffnung.

12. Eine Vorrichtung nach Anspruch 7, die umfaßt:

Mittel (36, 37) zum Befestigen von Ablenkblechen (34, 35) auf besagter Abzugshaube (32) für Schwenkbewegungen der Ablenkbleche relativ zur Abzugshaube zueinander und voneinander weg.

13. Eine Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei mindestens eines besagter Ablenkbleche (34, 35) umfaßt:

ein Bodenteil (38) zum Abdecken wenigstens eines Teils von besagter Deckelöffnung (25) in der Gießwanne (12);

und Wandteile (39), die sich von besagtem Bodenteil (38) nach oben erstrecken.

14. Eine Vorrichtung nach Anspruch 7, die umfaßt:

ein röhrenförmiges äußeres Schirmblech (27), das besagten Kanal umschließt und sich von besagtem Gießpfannenboden durch besagte Öffnung (25) in besagter abgedeckten Gießwanne erstreckt; besagte Mittel (28) zur Zugabe besagter Rauchgase emittierender Zusatzstoffe, die Mittel zur Zugabe besagter Zusatzstoffe zu besagtem äußeren Schirmblech umfassen;

und besagte Abzugshaube (32), die Mittel zum Sammeln von Rauchgasen umfaßt, die in besagtem Schirmblech erzeugt werden.







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