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Hansebubeforum » Sonstiges » Krane und Spezialfahrzeuge als CAD 3D- Modelle » Threadansicht

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24.05.2020, 19:59 Uhr
Konsti K.

Avatar von Konsti K.

Sehr beeindruckend, das Vorbild und vor allem dein 3D Modell des Blockbusters. So viele Details und dann auch noch die passende Umgebung, richtig stark.

Gruß
Konsti
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19.09.2020, 11:27 Uhr
thomsen





Normalerweise baue ich bei einem neuen Projekt das eigentliche Fahrzeug, das ich hier zeigen will, zuerst - und, um das Ganze rund zu machen, im Anschluss noch ein wenig Umgebung, in der das Fahrzeug tätig sein könnte. Nach Fertigstellung wird das ganze Projekt dann komplett online eingestellt. Hier zeige ich einmal bereits vorab einige Bilder vor der Fertigstellung des Projekts. Zur Zeit entsteht ein Stahlwerkskran, der am oberen rechten Bildrand schon ansatzweise zu sehen ist. Bilder und Erläuterungen vom und zum eigentlichen Kran - bzw. Kranen - folgen zu einem späteren Zeitpunkt.

Den Kran ausschließlich losgelöst von seiner Umgebung zu zeigen, wäre in meinen Augen ein wenig mager und würde der Sache nicht gerecht. Der Bau der besagten Umgebung gestaltet sich hier natürlich recht umfangreich - wobei einzelne Objekte, die später nur recht klein oder nur ansatzweise zu sehen sind, durchaus vorzeigbar sind. Auch werden so die Dimensionen einiger Bauteile und Anlagen in einem hier gezeigten Oxygen- Stahlwerk deutlich.

Zudem nehme ich mir die Freiheit - quasi ergänzend als Exkurs - hier Näheres zu Anlagenbauteilen, Zusammenhängen und Abläufen zu schreiben, wobei dieses allgemein und vereinfacht gehalten ist. Klugscheißen mit Thomsen

Alles, was hier zu sehen ist und zu sehen sein wird, hat kein reales Vorbild. Abbildungen aus dem weltweiten Netz, einige Stichmaße sowie Eindrücke aus meiner beruflichen Tätigkeit bilden die Grundlage für das 3D- Bauen. Vielmehr sind hier Versatzstücke kombiniert worden, die so zusammenhängend keine mir bekannte reale Anlage abbilden. Auch liegen mir keine technischen Zeichnungen vor, so dass es - wie immer - hier und da von der Wirklichkeit abweichen kann und wohl auch wird.

Abbildung 01 zeigt als Übersicht das Herzstück eines Oxygenstahlwerkes - die Konverter. In ihnen wird nach Befüllen mit (Kühl-) Schrott und vorentschwefeltem Roheisen das Eisen in Stahl umgewandelt. Dafür wird mit einer wassergekühlten Mehrloch- Blaslanze technisch reiner Sauerstoff in großen Mengen auf das Stahlbad geblasen. Unerwünschte Begleiter des Roheisens - in erster Linie der Kohlenstoff - werden hierbei im Bereich der entstehenden Blasmulde im Stahlbad unter Freisetzung von Wärme größtenteils oxidiert und verlassen den Konverter als staubbeladenes Konvertergas oder gehen in die Schlacke über. Kalkstein (gebrannter Kalk) als Schlackenbildner und diverse Legierungselemente - je nach geforderter Rezeptur - werden für diesen Umwandlungsprozess über eine gekühlte Schurre in den Konverter dosiert. Die Menge des aufgeblasenen Sauerstoffs und der Abstand des Lanzenkopfs zur Oberfläche des Stahlbades ändert sich beim Fortschreiten des Blasprozesses - hier hat wohl jeder Betrieb zur jeweils optimalen Fahrweise seine Erfahrungen, die als Betriebsgeheimnis gehütet werden - u.a. auch , um Verbärungen am Lanzenkopf durch Schlacke- und Eisenspritzer während des Blasvorgangs bestmöglichst zu verhindern.

Die Blaslanzen werden mit einer Lanzenwinde auf einer Bühne hoch oben im Stahlwerk bewegt, wo sich auch eine Sauerstoffanlage in Form von Regelarmaturen für die Lanzen befindet. Bei Bedarf, d.h. z.B. bei fortgeschrittener Abnutzung und einer steigenden Gefahr eines Kühlwasserdurchbruchs, können die Blaslanzen mit einer Umlegevorrichtung in die Waagerechte herabgelassen werden und in einer eigens dafür vorhandenen Lanzenwerkstatt wieder in einen einsatzbereiten Zustand versetzt werden. Verschlissen werden die Lanzen durch thermische Beanspruchung, aber auch durch mechanische Beanspruchungen wie abrasivem Staub im Konverterabgas und nicht zuletzt durch Schockwellen / Vibrationenen - verursacht durch den immensen Sauerstoffstrom bei nicht optimal geregelter Abstimmung Düse / Sauerstoffstrom, d.h. wenn die Lanzen nicht optimal kalibriert sind. Vergleichbar ist dies vielleicht mit dem Problem des Hohlsogs (Kavitation) bei Schiffsschrauben.

Der rechte Konverter in Abbildung 01 ist für das Chargieren mit Roheisen nach vorne gedreht worden. Am Haupthub des Roheisen- Chargierkrans hängt eine Gießpfanne - was hier noch fehlt, ist der Hilfshub zum Kippen der Gießpfanne.

Die im Vordergrund erkennbare Konverterbühne liegt etwa 12 m über OK Hüttenflur, die beiden 380 t- Konverter haben einen Mittenabstand von 24 m und sind auf eigenen Fundamenten drehbar gelagert. Während des Blasprozesses werden die Konvertereinhausungen mit den großen Schiebetoren verschlossen, damit die Gefahr von Schlacke- und Stahlauswürfen eingegrenzt wird. Der Kohlenstoff- Abbrand bildet mit dem Kalkstein im Konverter eine schaumige Schlacke - die Gefahr, dass Inhalt des Konverters wie überschäumende Milch beim Kochen ausgeworfen wird, ist real. Um diese Gefahr weitgehend zu verhindern, werden die Konverter- Rauminhalte so bemessen, dass dem Inhalt ausreichend Platz für seine Reaktion mit dem aufgeblasenen Sauerstoff gegeben wird.

Oberhalb der Schiebetore ist ein Rauchgaskanal für die Staubabsaugung beim Chargieren der Konverter zu erkennen. Die Konditionierung und anschließende Entstaubung der eigentlichen Konverterabgase wird als „Primärentstaubung“ bezeichnet, die Absaugung und Entstaubung der z.B. an den verschiedenen Umfüllstellen (Roheisenumfüllgruben, Konverter, Argonspülen, etc.) entstehenden, staubbelasteten Luft wird als „Sekundärentstaubung“ bezeichnet.

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19.09.2020, 11:28 Uhr
thomsen





In dieser Auschnittsvergrößerung etwas besser zu erkennen : Die Konverterhaube mit dem Stellring oberhalb des Konverters. Dieses Bauteil stellt die Verbindung zwischen der Konvertermündung mit dem Lippring und dem anschließenden, mehrteiligen Abhitzekessel dar. Der hochgefahrene Stellring erzeugt den geometrisch erforderlichen Freiraum zum Drehen des Konverters und wird bei Beginn des Blasprozesses auf die Konvertermündung abgesenkt, um Falschlufteintritt (Aussenlufteintritt) und somit den Eintritt von Verbrennungsluft in den Abhitzekessel weitestgehend zu unterbinden.

Dieses aus folgendem Grund :

Das beim Aufblasen mit Sauerstoff entstehende Konvertergas besteht zum größten Teil aus Kohlenmonoxid (CO)- Gas - ist also brennbar. Zu Beginn des großtechnischen Sauerstoff- Aufblas- Verfahrens (LD- Verfahren) in der Stahlindustrie in den 60er Jahren des vergangenen Jahrhunderts, spielten Energiekosten eine untergeordnete Rolle. Das Konvertergas wurde nach recht aufwändiger Nassentstaubung des entstehenden rot- braunen Rauchs über Fackelkamine in der Atmosphäre nutzlos verbrannt - also nur abgefackelt. Zudem musste das Waschwasser in einer Kläranlage aufbereitet und der anfallende Eisenschlamm teuer entsorgt werden. Das sollte und musste sich ändern : Das beim Blasprozess entstehende Gas sollte nunmehr „trocken“ in Elektrofiltern vom mitgeführten Staub gereinigt werden und das Gas einer Nutzung im Hüttenwerk zugeführt werden. Auch der gesammelte Staub wird brikettiert und kann dann z.B. als Schrottsubstitut wieder verwertet werden.

Der Frischprozess des Roheisens im Konverter verläuft in mehreren Phasen, damit verbunden ändert sich auch die Menge und die jeweilige Zusammensetzung des Konverter- (Ab-) gases. Zu Beginn und am Ende eines Blaszyklus beträgt der Sauerstoffgehalt im Konvertergas etwa 20% und der CO- Gehalt 0%. In diesen Phasen läuft nach wie vor der Fackelbetrieb, während des „Mittellaufs“ - wenn dieser Ausdruck hier einmal erlaubt ist - und der CO- Gehalt im Konvertergas etwa min. 20% entspricht, wird auf Gas- Sammelbetrieb in einen anschließenden Gasometer umgeschaltet. Das entstaubte und aufbereitete Konvertergas wird als sog. „Starkgas“ bezeichnet - weil es eben ein kalorienreiches Brenngas mit einem Heizwert von über 9500 kJ / cbm ist. Es ist vollkommen schwefelfrei, weitestgehend staubfrei und verbrennt bei stöchiometrischer Verbrennung mit einer theor. Verbrennungstemperatur von über 2000 Grad C. Daher wird es genutzt, um es in Gasmischstationen mit anderen Brenngasen wie Kokereigas (auch ein „Starkgas“), Hochofengas (Gichtgas, ein sog. „Schwachgas“) und zugekauftem Erdgas zu einem Mischgas mit einem stabilen Wobbeindex zu verschneiden. Sofern genügend Konvertergas im Gasometer vorhanden ist, kann dieses das für teuer Geld zugekaufte Erdgas komplett ersetzen - allerdings können nur etwa max. etwa 56% Konvertergas in den Gasmischstationen ohne eine Anhebung des Wobbeindex zugemischt werden.

Dieses Mischgas kann dann z.B. in Stoßöfen, Hubbalkenöfen, Tunnel- und Tieföfen, in den Koksofenbatterien und in Gaskraftwerken etc. auf der Hütte verwendet werden.

Nachteilig ist, dass das Konvertergas als sog. „Kuppelprodukt“ nur zyklisch (jeweils beim Blasprozess eines Konverters) anfällt - der Einsatz des Gases also nur im Wechsel mit anderen Brenngasen möglich ist. Bei Reparaturschichten, technischen Störungen oder schlechter Konjunktur steht es dann gar nicht oder nicht ausreichend zur Verfügung.

So erfüllt der Stellring an der Konverterhaube als unterster Teil des Abhitze- Dampfkessels oberhalb der Konverter die wichtige Aufgabe, den Luftfaktor im Abhitzekessel mit etwa 0,1 möglichst gering zu halten. Die Verbrennung der Konvertergase im Abhitzekessel verläuft dann als sog. „stark unterdrückte Verbrennung“. Genutzt wird so nur die fühlbare Wärme des Konvertergases, die chemisch gebundene Energie in Form von CO- Gas bleibt weitestgehend erhalten. Der Energiegehalt des Konvertergases besteht zu etwa einem Fünftel aus fühlbarer Wärme und zu etwa vier Fünftel aus chemisch gebundener Energie. Zudem verhindert der Stellring ein Ausschwallen des Konvertergases bei hoher Gasentwicklung im Konverter.

Wenn ein entsprechend aufnahmefähiges Dampfnetz oder ein Kraftwerk vorhanden ist, dann kann das Konvertergas natürlich auch in einem Vollkessel mit einem Luftfaktor über 1 vollständig verbrannt werden. Die Dampfausbeute mit etwa 300 kg Dampf pro Tonne Rohstahl ist so am höchsten. Bei stark unterdrückter Verbrennung und einer anschließenden Vollkesselanlage, bestehend aus einem Strahlungs- und einem Konvektivteil, sind aber immer noch min. etwa 80 kg Dampf pro Tonne Rohstahl möglich.

Das Gas hat im Bereich des Konvertermundes eine Temperatur von etwa 1600 Grad C und wird im Verlauf des Abhitzekessels auf etwa 480 Grad C abgekühlt. Nach anschließender Konditionierung und trockener Entstaubung in Elektrofiltern hat es immer noch eine Temperatur von etwa 150 Grad C und wird anschließend zur Verringerung des Gasvolumens (was ja auch ausschlaggebend für das vorzuhaltende Fassungsvermögens des Gasometers ist) auf etwa 30 Grad C heruntergekühlt.

Verständlich, dass eben auch dieses Bauteil einem gewissen Verschleiß unterliegt, weshalb immer eine gewisse Anzahl von Konverterhauben im Umlauf ist und als neu zugestellte Haube als Ersatz bereitgehalten wird.

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19.09.2020, 11:29 Uhr
thomsen







Die Abbildungen 03 und 04 zeigen eine fabrikneue Konverterhaube auf dem schon bekannten Rolltrailer mit einer vorgespannten Terberg- Zugmaschine. Diese Art von Transportsystem wird auf einer Hütte für alles Mögliche, was von A nach B transportiert werden muss, verwendet. Heiße und kalte Brammen sowie Coils, Maschinenteile, Schrottmulden, Gießrinnen etc. - fast alles wird so auf dem Werksgelände transportiert.

Zu erkennen ist hier auch die seitliche Schurre, über die der Konverter mit besagten Zuschlägen beschickt wird. Durch die obere Öffnung der Konverterhaube werden die Sauerstoff- Blaslanze und auch Sublanzen für die Temperaturmessung und für Probenentnahmen durch eine Öffnung (Lanzendom) im Abhitzekessel in den Konverter herabgelassen.



Zwei 380 t- Gießpfannen mit einer Höhe von etwa 6 bis 6,5 m. Gießpfannen sind in größerer Zahl und in unterschiedlichsten Ausführungen, Konstruktionen und Ausformungen von unterschiedlichen Herstellern im Einsatz. Der Stahltrog der Gießpfannen ist mit feuerfest- Material ausgekleidet, um ein Durchbrechen von flüssigem Stahl zu verhindern. Als Standard- Feuerfestmaterial werden überwiegend Magnesia- Kohlenstoffsteine (MgO-C- Steine) verwendet. Wie alle Aggregate im Produktionsprozess unterliegen auch die Gießpfannen einem gewissen Verschleiß, so dass sie regelmäßig neu zugestellt werden müssen. Das heisst, das alte, verschlissene und abgekühlte ff- Material wird ausgebrochen (eine staubige Angelegenheit) und neues ff- Material wird eingesetzt. Vor dem Befüllen müssen die Gießpfannen in sog. „Pfannenfeuern“ auf Verwendungstemperatur gebracht werden - bis die ff- Ausmauerung orange glüht.

Zwischendurch und bei Bedarf werden die Pfannen vom Hallenkran auch in heissem Zustand in sog. „Pfannen- Kippstühle“ eingesetzt, wo sie um etwa 90 Grad in die Waagerechte gedreht werden, um beispielsweise Mündungsbären und andere Anbackungen zu entfernen. Der Ausbruch erfolgt maschinell mit Teleskopausrüstungen an Hydraulikbaggern - so wie sie beispielsweise als Conrad- Modell (System Leonard) bekannt sind und auch von mir an anderer Stelle hier im Forum bereits gezeigt worden sind.

Gut 50 t ff- Material als Ausmauerung -ggf. auch mehr- plus grob geschätzte 25 t Eigengewicht des Stahlbaus macht etwa 75 t Leergewicht einer Pfanne. Mit 380 t flüssigem Roheisen im Bauch der Pfanne ist der Hallenkran dann einschl. der Traverse mit knapp 500 t Bruttolast unterwegs.

Fortsetzung folgt.

Gruß Thomsen
--
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19.09.2020, 22:28 Uhr
Wilfried E.

Avatar von Wilfried E.

Hallo Thomsen,

wieder super erklärt und mit tollen, erzeugten CAD-Bildern sehr gut unterstützt. TOP !!
--
Gruß aus Pulheim
Wilfried Euskirchen

(Meine hier gezeigten Bilder unterliegen dem Urheberrecht)

--Was Du heute nicht erledigst, musst Du morgen nicht korrigieren--
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20.09.2020, 18:40 Uhr
BaggerRalf

Avatar von BaggerRalf

Hallo Thomsen,

ich kenne mich beruflich auch mit diesen Dingen aus, auch wenn ich die techn. Daten
nicht mehr so genau auf dem Schirm habe.

Vielen Dank für die Schulung

Gruß
Ralf
--
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06.10.2020, 22:21 Uhr
thomsen



Vielen Dank für die Rückmeldungen - auch noch einmal für das Projekt des „Blockbusters“ auf der Baustelle der „Maasvlakte 2“.

Zahlen müssen natürlich immer - besonders Zahlen in den Medien - mit einer gewissen Vorsicht betrachtet werden. Hier gemachte Angaben zu Konvertergrößen, Bühnenhöhen und Abständen finden sich so in einem Stahlwerk in Duisburg wieder. Zahlen, die im obigen Posting zur CO- Gas- Gewinnung wiedergegeben worden sind, sind einer technischen Information zur „Gewinnung und Nutzung des Konvertergases aus dem Oxygenstahlwerk Bruckhausen der (vormals) Thyssen Stahl AG“ entnommen. (Sonderdruck aus „Stahl und Eisen“, Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf). Diese sollten also belastbar sein.

Die Angaben zur Dampfmenge, die pro Blaszyklus gewonnen werden kann, können jedoch ggf. überholt sein. Bekanntlich wurden in o.a. Oxygenstahlwerk vor einigen Jahren die Konverter und Teile der Abhitzekessel erneuert - Fa. Wagenborg stand mit einer LR 1750 seinerzeit an der Kaiser- Wilhelm- Straße in Duisburg. Zudem schwankt die Menge je nach Anlagen- und Chargengröße sowie nach der Fahrweise der Anlage. (Welche Menge Sauerstoff in welcher Zeit, im Roheisen vorhandene bzw. dazudosierte Begleitelemente etc.)

Hier nochmals einige Teile des Krans vorab :







Die Krankatze des 550 t- Haupthubes auf den bereits bekannten und umgefärbten Intercombi- Fahrwerken. Eine „backup- Bremse“ als zweite (Not-) Haltebremse muss noch ergänzt werden.





Die Hakentraverse des Haupthubes ohne das Hitzeschutzblech und ohne die Haken.

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06.10.2020, 22:22 Uhr
thomsen







Die eigentlichen Haken des Haupthubes, die in der Traverse verbolzt sind. In den Bereichen, wo die Haken in die Aufnahmen der Gießpfannen greifen, sind Verstärkungs- bzw. Verschleißbleche befestigt.

Bei einer angesetzten Tragkraft von je 3t pro Gabelhubwagen, könnte die angenommene Anzahl grob ausreichen - von Hand bewegt bekommt man den Haken so aber wohl nicht.



Der Hilfshub entsteht derzeit - mit dem bereits fertiggestellten Haken kann die Gießpfanne aber schon einmal in gekippter Stellung dargestellt werden.

Fortsetzung folgt.

Gruß Thomsen
--
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