Zur Erklärung der Zweibuchstaben-Codes, und der anderen Abkurzungen wird auf die Erkldrungen ("Guidance Notes on Codesand Abbreviations") am Anfang jeder regularen Ausgabe der PCT-Gazette verwiesen.

Veröffentlicht : <BR> -Mit intemationalem Recherchenbericht.

(57) Zusammenfassung : Es wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Heißreparieren eines Auslaufes (2) eines metallurgi- schen Gefäßes mittels einer Verschlußvorrichtung (4) des Auslaufes (2) vorgeschlagen. Ein Verschlußglied (9) der Verschlußvor- richtung ist quer zu der und gegen die Richtung der durch den Auslauf ausfließenden Schmelze bewegbar. Das Verschlußglied trägt eine plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht (10), die beim Verschließen des Auslaufes mit Druck gegen den Rand (2') des Auslaufbereichs zur Anlage gebracht wird bzw. biegbar ist, um dabei betriebsbedingte Veränderungen des Auslaufbereichs auszugleichen.

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM HEISSREPARIEREN EINES AUSLAUFES EINES METALLURGISCHENGEFASSES Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Heißreparieren des Auslaufbereiches eines Auslaufes eines insbesondere metallurgischen Gefäßes.

Eine Verschlußvorrichtung für den Auslauf eines metall- urgischen Gefäßes ist aus der DE 196 41 169 Cl bekannt. Sie weist eine Blindplatte auf, die zum Unterbrechen des Schmel- zenflusses vor den Auslauf geschoben wird. Anschließend läßt man die Schmelze im Auslauf ganz oder teilweise erstarren.

Hierzu kann ein zur Verflüssigung der Schmelze vorgesehener gekühlter elektrischer Induktor elektrisch abgeschaltet werden, während sein Kühlkreislauf weiterarbeitet. Der entstehende Schmelzenpfropfen bildet einen sekundären Verschluß. Diese Vorrichtung ist aufwendig.

Aus der EP 0 838 292 A1 ist eine Verschlußvorrichtung an dem Auslauf eines metallurgischen Gefäßes für flüssigen Stahl bekannt. Das Verschlußglied der Verschlußvorrichtung ist zweiteilig ausgebildet. Der erste Teil ist beständig gegen Wärmeschock, Korrosion und Erosion. Er steht bei Beginn des Prozesses unter dem Auslauf bzw. einem in diesem eingefrorenen Schmelzenpfropfen. Um ein Ankleben des Schmelzenpfropfens an diesem ersten Teil zu vermeiden, wird das Verschlußglied abgesenkt. Dies setzt voraus, daß die Schmelze im Auslauf erstarrt und nicht mehr zähflüssig ist. Der zweite Teil des Verschlußgliedes wird zum Einfrieren der Schmelze bzw. zur

Bildung des Schmelzenpfropfens unter den Auslauf geschoben.

Er weist eine Kühleinrichtung auf und hat eine Beschichtung aus Bornitritpulver oder Aluminiumbornitrat, die das Ankleben von Stahl verhindern soll. Eine solche Beschichtung auch am ersten Teil vorzusehen verbietet sich, da sie zu schnell verschleißt. Das Verschlußglied der EP 0 838 292 Al ist aufwendig im Aufbau und für den Mehrwegbetrieb vorgesehen. Es wird also zum mehrmaligen Öffnen und Schließen des Auslaufes verwendet. Dementsprechend verschleißfest muß es sein.

Es ist bekannt, daß der Auslaufbereich des Auslaufes eines metallurgischen Gefäßes voreilend verschleißt und/oder sich an seinem Rand Anbackungen bilden. Dadurch wird die mit der Verschlußvorrichtung mögliche Abdichtung erheblich beein- trächtigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Heißreparieren des Auslaufbereiches vorzuschlagen, welches bzw. welche insbesondere die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein Verschlußglied einer Verschlußvorrichtung für den Auslauf quer zu der und gegen die Richtung des durch den Auslauf ausfließenden Mediums bewegbar ist, daß das Verschluß- glied eine plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht aufweist, die beim Verschließen des Auslaufes mit Druck gegen den Rand des Auslaufbereiches des Auslaufes zur Anlage gebracht wird bzw. bringbar ist, um dabei betriebsbedingte Veränderungen des Auslaufbereiches auszugleichen.

Bei diesem Reparaturverfahren kann also als Reparaturvor- richtung eine Verschlußvorrichtung verwendet werden, die

ohnehin zum Öffnen und Schließen des Auslaufes vorgesehen ist.

Der Reparaturvorgang geschieht beim Schließen des Auslaufes.

Ist die Kontur des Auslaufbereiches durch betriebsbedingte Veränderungen, wie Verschleiß oder Anbackungen, unregelmäßig geworden, dann wird zur Durchführung der Reparatur des Auslaufbereichs das die plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht tragende Ver- schlußglied mittels der Verschlußvorrichtung gegen den Auslauf gedrückt. Material der Oberflächenschicht dringt dabei in etwaige, beispielsweise durch Temperaturwechsel entstandene, Risse oder Spalten des Auslaufbereichs ein und gleicht auch sonstige Unebenheiten aus. Das Material der Oberflächenschicht ist so beschaffen, dass es sich mit dem Auslaufbereich verbindet. Bei dem nachfolgenden Entfernen des Verschluß- gliedes von dem Auslauf, d. h. bei dem Öffnen des Auslaufes, verbleibt ein mehr oder weniger großer Teil des Materials der Oberflächenschicht am Auslaufbereich zurück, wodurch dessen Unebenheiten ausgeglichen sind. Vorsorglich kann mit der Oberflächenschicht auch gearbeitet werden, wenn noch keine betriebsbedingte Veränderungen des Auslaufbereichs fest- gestellt sind. Sie kann auch eingesetzt werden, um von vornherein den Verschleiß des Auslaufbereiches zu verringern.

Das Verfahren kann bei üblichen Typen von Verschlußvor- richtungen verwendet werden. Beispielsweise kann die Ver- schlußvorrichtung ein modifizierter Schieberverschluß sein, bei dem das Verschlußglied eine Verschlußplatte ist. Die Verschlußvorrichtung kann auch eine solche sein, bei der das Verschlußglied beispielsweise in Form einer Kappe, Kuppe oder eines Stopfens auf einer Kurvenbahn gegen den Auslauf bewegt wird. In beiden Fällen wird das Verschlußglied quer und gegen die Richtung des durch den Auslauf ausfließenden Mediums, beispielsweise Metallschmelze, wie Stahlschmelze, bewegt.

Durch die Bewegung gegen die Richtung des ausfließenden

Mediums wird die Oberflächenschicht gegen und/oder in den Randbereich des Auslaufes gedrückt, so daß die gewünschte Verbindung der Oberflächenschicht mit dem Auslaufbereich erfolgt.

Vorzugsweise wird das Verschlußglied gegen das ausfließende Medium an den Rand des Auslaufbereichs gedrückt. Es muß also nicht auf andere Weise zunächst der Fluß des Mediums unter- brochen werden, um dann die Oberflächenschicht an den Rand des Auslaufbereichs zu drücken.

Bei einem modifizierten Schieberverschluß wird das Verschluß- glied zunächst quer in das ausfließende Medium geschoben und danach gegen das ausfließende Medium an den Rand des Auslauf- bereichs gedrückt. Das Verschlußglied, eine Schieberplatte, kommt also nicht, wie bei bekannten Schiebern, beim Ver- schieben an einer Bodenplatte oder dergleichen zur Anlagen, sondern sie wird im Abstand dazu geführt.

Der mit der Verschlußvorrichtung zu öffnende und zu schließen- de Auslauf ist ein bei insbesondere metallurgischen Gefäßen üblicher z. B. hülsenförmiger Auslauf, vorzugsweise aus feuerfestem keramischem Material. Das Gefäß, an dessen Boden oder an dessen Wandung der Auslauf vorgesehen ist, kann ein für Metallschmelzen, insbesondere Stahlschmelzen, übliches Gefäß sein. Es kann sich um einen Elektrolichtbogenofen handeln. Der Auslauf kann aus mehreren Steinen bestehen. In diesem Fall bildet der Schlußstein den Auslaufbereich, der den genannten betriebsbedingten Veränderungen unterworfen ist.

Die Oberflächenschicht wird in elastischer, plastischer, pastöser, teigiger oder knetbarer Konsistenz vor dem Ver- schließen des Auslaufes auf das Verschlußglied, beispielsweise durch Auflegen, Aufkleben, Streichen und/oder Walzen, aufgebracht. Die Oberflächenschicht kann auf dem Verschluß-

glied selbstklebend sein oder aufgeklebt oder auf sonstige Weise befestigt sein. Sie kann auch von einem Folienstück gebildet sein.

Das Material der Oberflächenschicht, das an dem Auslaufbereich zurückbleibt, ist so beschaffen, dass es dort aushärtet. Das Material der Oberflächenschicht kann dabei so gewählt sein, dass die Oberflächenschicht bei Temperaturerhöhung, ins- besondere unter dem Temperatureinfluß des heißen Auslaufes, zunächst noch mehr erweicht und anschließend aushärtet.

Die Plastizität, Elastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit der Oberflächenschicht kann in der Weise einstell- bar sein, daß sichergestellt ist, daß Material der Ober- flächenschicht unter Druck hinreichend in Risse und/oder Spalten des Auslaufbereichs eintritt.

Vorzugsweise ist die Oberflächenschicht auf der Basis einer keramischen Matrix mit einem organischen Bindemittel, z. B. mit einer Harzbindung, aufgebaut. Die keramische Matrix kann auf der Basis von Al203 und/oder Zr02 und/oder MgO und/oder SiO2 und/oder SiC und/oder Si3N4 und/oder einem anderen Oxid, Carbid oder Nitrid aufgebaut sein. Die Oberflächenschicht kann neben dem Bindemittel ein Plastifizierungsmittel enthalten.

Um die Verbindung der Oberflächenschicht mit dem Rand des Auslaufbereichs bzw. das Eindringen von Material der Ober- flächenschicht in Risse und Spalten des Auslaufbereichs zu unterstützen, kann die Oberflächenschicht, bevor sie aushär- tet, oszilliert oder vibriert werden.

Um die Gefahr einer Beschädigung der auf dem massiven Träger, beispielsweise einer keramischen Schieberplatte, aufliegenden Oberflächenschicht durch das unter hohem Druck ausfließende Medium, beispielsweise Stahl, zu minimieren, ist es vorteil-

haft, kurz vor dem Einschieben der Schieberplatte den Druck im Auslaufbereich zu verringern. Hierbei wird auch ein übermäßiges Spritzen des über das Verschlußglied laufenden Mediums vermieden. Die, je nach Badhöhe, erforderliche Verringerung des hydrostatischen bzw. ferrostatischen Druckes kann dabei in bekannter Weise mittels mechanischer Drosselung im Auslauf, beispielsweise mittels eines Stopfens, oder durch beispielsweise auf durchfließenden Stahl einwirkende elektro- magnetische Kräfte oder mittels Unterdruckes im Gefäß kurzzeitig eingestellt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

In der Zeichnung zeigen : Figur 1 eine Verschlußvorrichtung am Auslauf eines metall- urgischen Schmelzengefäßes im Teilschnitt, Figur 2 eine gegenüber Figur 1 vergrößerte Teilansicht eines Verschlußgliedes der Verschlußvorrichtung mit folienartiger Oberflächenschicht, Figur 3 eine Alternative zu Figur 2 mit kappen-, kuppen- oder stopfenartig geformter Oberflächenschicht.

In den Boden 1 eines metallurgischen Gefäßes ist als Auslauf 2 für Schmelze, insbesondere Metallschmelze, wie Stahl- schmelze, z. B. eine Hülse aus feuerfestem keramischem Material eingebaut. Der Auslauf 2 bildet eine Ausfließöffnung 3, die von einem Rand 2'des Auslaufbereiches des Auslaufs 2 umgeben ist. Der Ausfließöffnung 3 ist eine Verschlußvor- richtung 4 zugeordnet, die als Verschlußglied 9 eine Ver-

schlußplatte trägt, mit der die Ausfließöffnung 3 verschließ- bar und freigebbar ist.

Das Verschlußglied 9 ist mittels eines nicht näher dargestell- ten Antriebs von einer Ausgangsposition A in Richtung des Pfeiles a quer zur Richtung der ausfließenden Schmelze in eine Zwischenposition B verschieblich. Von dieser aus ist es durch eine Bewegung in Richtung des Pfeiles b gegen die Richtung des ausfließenden Mediums in die Schließposition C beweglich, in der das Verschlußglied 9 an die Ausfließöffnung 3, ins- besondere den Rand 2'der den Auslauf 2 bildenden Hülse, angepreßt ist. Durch eine Bewegung in Richtung des Pfeiles c ist das Verschlußglied 9 aus der Schließposition C in die Ausgangsposition A, in der die Ausfließöffnung 3 offen ist, zurückzubringen. Ähnlich liegen die Verhältnisse, wenn das Verschlussglied 9 durch den Antrieb nicht linear bewegt, sondern auf Kurven verschwenkt wird.

Die Hülse des Auslaufs 2 ist von einem Induktor 5 umgeben, dessen hohles Querschnittsprofil von einem Kühlmedium, insbesondere Luft, durchströmt ist. Der Induktor 5 reicht möglichst nahe an die Ausfließöffnung 3. Zur elektrischen Abschirmung gegenüber einer metallischen Halterung 6 können Ferritkerne 7 vorgesehen sein, oder die Halterung 6 weist elektrisch isolierende Trennschlitze auf.

Die Verschlußvorrichtung 4 weist einen metallenen Rahmen 8 auf, der an dem genannten Antrieb gelagert ist. In dem Rahmen 8 ist das aus feuerfestem keramischem Material bestehende, z.

B. plattenförmige Verschlußglied 9 gelagert.

Auf das Verschlußglied 9 ist eine plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht 10 aufgebracht und befestigt. Die Oberflächenschicht 10 kann folienförmig flach (vgl. Fig. 2) oder kappen-, kuppen-bzw.

stopfenförmig (gestrichelte Ausführung, Fig. 3) gestaltet sein.

Die horizontale Erstreckung der Oberflächenschicht 10 ist wenigstens so groß, daß sie in der Schließposition C zumindest an dem Rand 2'anliegt.

Die Oberflächenschicht 10 ist auf der Basis einer keramischen Matrix mit einem organischen Bindemittel, insbesondere mit einer Harzbindung, aufgebaut. Als keramische Matrix eignet sich Al03, ZrO2, MgO, SiO2, SiC oder Si3N4 oder eine Mischung hieraus.

Die Oberflächenschicht 10 ist elastisch, plastisch, pastös, teigartig oder knetbar, wobei die Elastizität, Plastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit durch die Wahl der Zusammensetzung des Materials der Oberflächenschicht 10 einstellbar ist. Die Elastizität, Plastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit kann bei Umgebungstemperatur bestehen oder erst durch Temperatureinwirkung und/oder Druckeinwirkung entstehen. Die Elastizität, Plastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit soll bestehen oder entstehen, wenn die Oberflächenschicht 10 in Richtung b gegen den Rand 21 angeprebt wird.

Die Elastizität, Plastizität, Pastosität, Teigigkeit oder Knetbarkeit muß, solange das Verschlußglied 9 in der Schließ- stellung C steht, nicht dauerhaft bestehen. Die Oberflächen- schicht 10 kann sich verfestigen oder schon teilweise, insbesondere im Bereich der Ausfließöffnung 3 des Auslaufes 2 von vornherein verfestigt sein, wenn sie an den Rand 2' angedrückt und in etwaige Risse oder Spalten des Auslauf- bereichs des Auslaufs 2 eingedrungen ist und/oder ver- schlissene Bereiche ausgeglichen hat.

Das Reparaturverfahren wird folgendermaßen durchgeführt :

Die Oberflächenschicht 10 wird spätestens, wenn nach mehr- maligem Öffnen und Schließen des Auslaufes 2 in dessen Auslaufbereich betriebsbedingte Veränderungen auftreten, auf das Verschlußglied 9 aufgebracht und zwar wenn das Verschluß- glied 9 in der Ausgangsposition A steht. Solche betriebs- bedingte Veränderungen sind beispielsweise Unebenheiten und/oder Risse des Randes 2'bzw. des Auslaufbereichs der Hülse des Auslaufs 2, die auf materialabtragenden Verschleiß und/oder Temperaturwechselbeanspruchungen und/oder strömungs- bedingten Anbackungen beruhen können. Größere Anbackungen können vorab beseitigt werden, beispielsweise durch einen Schaber 11 an der als Schieber ausgebildeten Verschlussvor- richtung 4.

Nach dem Aufbringen der Oberflächenschicht 10 auf das Verschlußglied 9 wird die Verschlußvorrichtung 4 in die Schließposition C gebracht. Dabei wird das Verschlußglied 9 zunächst quer zur Richtung der durch den Auslauf 2 aus- fließenden Schmelze (Pfeil a) verschoben. Anschließend wird das Verschlußglied 9 gegen die Richtung der durch den Auslauf ausfließenden Schmelze (Pfeil b) in die Schließposition C bewegt.

In der Schließposition C wird die z. B. plastische, elastische, pastöse, teigartige oder knetbare Oberflächenschicht 10 gegen den ggf. deformierten Rand 2'gedrückt, Material der Ober- flächenschicht 10 dringt in Risse und Spalten des Auslauf- bereiches ein und verfüllt diese. Außerdem werden Unebenheiten ausgeglichen. Das Material der Oberflächenschicht 10 geht eine Verbindung mit dem Auslaufbereich ein und kann an bzw. in diesem aushärten. Der z. B. als Hülse ausgebildete Auslauf 2 wird auf diese Weise repariert ; während des Reparaturvorganges ist gleichzeitig ein schmelzendichter Verschluß der Auslauf- öffnung 3 gewährleistet.

Anschließend wird das Verschlußglied 9 mit der Verschlussvor- richtung 4 in die Ausgangsposition A gebracht. Die Ausfließ- öffnung 3 ist nun offen. Wenigstens der Teil der Oberflächen- schicht 10, der den Auslauf 2 repariert, verbleibt an diesem. Ein zur Reparatur nicht nötiger Anteil der Oberflächenschicht 10 kann durch die Bewegung der Verschlussvorrichtung 4 quer zu der Richtung des Schmelzenflusses (Pfeil c) abscheren und vom Verschlußglied 9 mitgenommen werden. Ein an der Verschluß- vorrichtung 4 angeordneter Schaber 11 kann die Glättung des an dem Auslauf zurückbleibenden Teils der Oberflächenschicht 10 unterstützen.

Bleibt unter oder in der Ausfließöffnung 3 Material der Oberflächenschicht 10 zurück, dann wird dieses unter dem statischen Druck der Schmelze nach unten weggesprengt und ausgewaschen.

Der reparierte Auslauf 2 bietet wieder einen ebenen Rand 2' für den weiteren Betrieb der Verschlußvorrichtung 4. Ist nach dem weiteren Betrieb der an den Rand 2t angrenzende Auslauf- bereich wieder verschlissen, dann kann das beschriebene Reparaturverfahren wiederholt werden.

1 Boden 2 Auslauf 2'Rand 3 Ausfließöffnung 4 Verschlussvorrichtung 5 Induktor 6 Halterung 7 Ferritkerne 8 Rahmen 9 Verschlussglied<BR> 10 Oberflächenschicht<BR> 11 Schaber A Ausgangsposition B Zwischenposition C Schließposition