DE2342067A1

DE2342067A1 - Blasform fuer bodenblasende frischbehaelter

Info

Publication number: DE2342067A1
Application number: DE19732342067
Authority: DE
Inventors: Franklin Edward Rote
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1972-08-29
Filing date: 1973-08-20
Publication date: 1974-03-07
Also published as: IT996624B; GB1408994A; FR2329752A1; AU472629B2; AU5901673A; FR2329752B1; US3802684A; CA977142A; ZA735372B; HU166326B; SU550989A3

Description

Blasform für bodenbläsende Frischbehälter

Die Erfindung betrifft eine Blasform für einen bodenblasendon Sauer at of f-St ahlf ri s chkonvert er.

Seim bodenblasenden Sauorstoff-Stahlfrischverfahren, welches in der englischen Fachsprache als Q-BOP-Verfahren bezeichnet wird, ist der als Frischgefäß dienende Tiegel oder Konverter mit einem entfernbaren Boden oder Bodonstopfen versehen, welcher eine oder Hehrere Blasformen enthält, durch welche Sauerstoff und andere Gase oder Zusatzstoffe, wie Kalk oder andere FlußiDi-ttel in das Gefäß ein^eblasen werden. Jede Blasfom enthält ein Sauerstoff-Zufuhrrohr, welches von einer; größeren konzentrischen Einlaßrohr für die gleichzeitige EindüßM.rifj eines Umhülluuysgases i;:n geben ist. Dieses Umhülluncs^as ei ent als Kühlmittel, indem es die Reaktion zwischen dem geschmolzenen Metall und dein Sauerstoff im Bereich der Blasformen herabsetzt, wodurch eine ranche Erosion der Blasform vermieden wird. Demsiifolge erleiden die feuerfeste Ofenauskleidung und die BIasform den gleichen Abrieb bz-v. Verschleiß.

Die bis heute verwandten Blasformen besitzen einen srr_;r.etrischen Querschnitt von allgemein kreiEförnigf-.r Gestalt, wobei das

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BAD OBIOtNAt

äußere Rohr von dem inneren Rohr mit Hilfe einer Anzahl kleiner Schweißraupen entfernt gehalten wird, die auf eine« der Rohre angeschweißt sind. Um die beiden Rohre voneinander entfernt zu halten ist auch eine Drahtspirale b errat y,ü worn on, die an einer, der Rohre fentgeschweißt ist. Darüber!; In aus sind noch andere Mittel bekanntgev.'orden, um die Kon^antrizität der Blasforaanordnung zu gev/ährleisten.

Beim bodenblasenden Stahl-Frischverfahren.tritt in der Herel ein Verspritzen des schmelzflüssigeri Materials auf. Dabei worden Teile des Schmelzbades und der Schlacke gegen die oberen Wandungen und in die Ausgußöffnung oder -nase des Gefäßes gespritzt. Starken Spritzen kann zu einem Verschließen der Ausgußmündung des Gefäßes führen. Das inachb dann die Eiitfernung des in die Hindungsöffnun^ gespritzten und erstarrten Materials mit Hilfe mechanischer Einrichtungen erforderlich, was selbstverständlich nur bei Stillsetzung des !Converters; ausgeführt wejrden kann. Das Entfernen von erstarrten Material beschädigt jedoch die feuerfeste Auskleidung des Konverters oder 'i'iegel.¹.:, v;as wiederuj.i lange Reparatur- und Stillstandszeiten den i^?ricchgefäßes zur Fol;;o hat.

Der Erfindung liegt Goir.it die Aufgabe zugrunde, eine Pilas für einen bodenblasenden Sauerstoff-Stahlfrischkonvertor zu schaffen, die eine Verringerung des in diesem Gefäß vorspritzten Materials gestattet.

Diese Aufgabe vrird erfindungsgeijäß gelöst durch ein inneres Rohr von nicht-kroisföriciger, länglicher Querschnitts gestalt, wobei diese Querschnittsgestalt ein Verhältnis von Länge zu Breite von wenigstens 2:1 besitzt, durch ein äußeres Rohr von Reicher Gestalt und durch zwischen den beiden Rohren an-

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geordnete Abstandshalter, mit deren Hilfe ein ringförmiger Kauri zwischen dem Innen- und dem Aui'onrohr ausbildbar ist.

Die Erfindung "beruht auf folgenden Leitgedanken: Da die Badtiefe von der Stärke des Abriebs dor feuerfesten Auskleidung, insbesondere längs der Seiten des Gefüsses abhängt, kann ßie nicht auf einer bestimmten Höhe gehalten werden. Würde angestrebt werden, die Badhöhe durch Zu sat:: von zusätzlichem Ketal I zu dem Bad hu erhöhen, so würde dieses das Sch.-ielzgewicht ei'höjjon, was xndeningen in der Gießgrube zur Folge hätte, un den erhöhten Einr,atsgewichten gewochsen υλχ sein. Würde man die Saue;rr;torf-Flußi;eschv:indigkeit verringern, um dadurch das Verspritzen zu vermindern, so würde dieses notwendigerweise zu einer Verlängerung dex* Blaszeit führ on, was vom wirtschaftlichen Standpunkt äußerst ungünstig wäre, da damit die Zeiten von Abstich zu Abstich verlängert lind den ent sprechend die Leistung der Einlage verschlechtert würde. Daraus ergibt sich, daß lediglich an der Blasform wirkungsvolle Maßnahmen möglich sind, um das Verspritzen zu verringern.

Die Blasform nach der Erfindung besitzt den Vorteil, daß mit ihrer Hilfe Sauerstoff mit optimalen Strömungsgeschwindigkeiten oder Flußbedingungen zugeführt v/erden kann. Dabei liegt ein ganz besonderer Vorteil der Blasform nach der Erfindung darin, daß das Verspritzen des Frischgefäß-Inhaltes beträchtlich verringert wird, obgleich ebensov.i el Frischgas in der Zeiteinheit durch die Blasform hindurchgeht, wie bei herkömmlichen Düsen, da die Blasform nach dem Anmeldungsvorsch3ag die gleiche Querschnittsfläche besätet, wie die Blasformen im Stand der Technik.

Die Blasform nach der Erfindung besitzt eine längliche Gestalt, wobei ihr Verhältnis von Länge zu Breite wenigstens 2:1 ist. Damit hat die Blasörm nach der Erfindung die gleiche Quersehnittsfläche fiü? den erforderlichen Sauerstoffdurchfluß wie eine kreisförmige Blasform. Bei gleicher Q^erschnr.ttsflache,

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gleichem Sauerstoffdurchfluß und übereinstimmender Badtiefe führt die Blasform nach der Erfindung zu einem deutlich verminderten Spritzen im Vergleich mit herkömmlichen- Blasformen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen bodenblasenden Sauerstoff-" Stahlfris chkonvert er,

Fig. 2 einen vergrößert dargestellten Schnitt durch eine herkömmliche Blasform und ein oberhalb der Blasform angeordnetes Schmelzbad, wobei Geschwindigkeitskurven oberhalb der Gasströmung eingezeichnet sind,

Fig. 3 eine-perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Blasform,

Fig. 4 einen horizontalen Schnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 3,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine v/eitere Aus führungs form der Blasform nach der Erfindung mit halbkreisförmigem Querschnitt,

Fig. 6 einen Schnitt dur.ch eine Blasform mit rechteckigem Querschnitt,

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Blasform mit rhombischem

Querschnitt und

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Blasform mit dreieckigem Querschnitt.

Wie Fig.'i zu entnehmen besitzt der bodenblasende Sauerstoff-Stahlfrischkonverter ΊΟ eine feuerfeste Auskleidung 12 und einen entfernbaren Boden 13» der eine Bodenplatte 14 und eine oder mehrere im allgemeinen aiifrechtstehend angeordnete Blasformen 16 enthält, die von einer feuerfesten Auskleidung 18 umgeben sind. Die Bodenplatte 14 ist mit Hilfe von Bolzen 20 an dem Ofen befestigt. Me Seiten des feuerfesten Abschnittes des entfernbaren Bodens stehen nicht mit der feuerfesten Aus-

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kleidung 12 des Gefäßes in Verbindung, da ein hinreichender Freiraum rings um den Boden vorgesehen ist, um in denselben eine Stampfmasse 24 einzubringen und somit eine metall- und schlackendichte Abdichtung zu gewährleisten.

Wie Fig. 2 zu entnehmen, ist die zweifach-konzentrische Blasform 16, die ein inneres Rohr 30 und ein äußeres Rohr 32 enthält, in dem Boden des 'Riegels oder Konverters angeordnet. Das Rohr 30 wi rd von den Rohr 32 mit Hilfe von Abstandshaltern 34 entfernt gehalten, die,wie Fig. 3 und 4 zu entnehmen, aus Schweißraupen·, spiralig gex^ickeltem Draht oder anderen geeigneten Mitteln zum Aufrechterhalten der Konsentrizitat bestehen können. Durch das innere oder Zentralrohr 30 werdeii Sauerstoff und Kalk in das Schmelzbad eingeführt. Ein Umhüllungsgas, wie beispielsweise Naturgas, wird durch den ringförmigen Raum 36 zwischen dem inneren Rohr 30 und dem äußeren Rohr 32 in das Bad eingeführt. Beim Eintreten der Gase in das Bad expandieren, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Gase diffundieren in das Bad oder mischen sich mit dem Bad in Form von Blasen, die, wie in der Zeichnung dargestellt, eine Gastasche 40 bilden, welche angenähert die Form einer Kerzenflamme besitzt. Der Sauerstoff besitzt den gleichen oder einen größeren Druck als das .Umhüllungsgas. Die Geschwindigkeit der Gase ist bei ihrem Eintreten in das Schmelzbad im Schallbereich, jedoch zeigen die oberhalb der Gastasche in Fig. 2 dargestellten Geschwindigkeitskurven, daß die Geschwindigkeiten in der Kante der Tasche niedrig sind, was eine Folge der Wechselwirkung mit dem Bad ist und daß sie in der Mtte größer sind,bis das Gas gänzlich zerstreut oder verteilt ist. Bildet sich die Gastasche oder der Gasstrahl so lang aus, daß die Oberfläche des Schmelzbades durchbrochen wird, so ist mit dem Auftreten eines extrem starken Spritzens zu rechnen. Die x-Achse der Goschwindigkeitskurve gibt den Abstand (d) von der mittleren vertikalen Achse des Gasstrahls wieder. Die y-Achse gibt die Geschwin-

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digkeit (ν) des Gases zwischen Null- und Schallgeschwindigkeit wieder.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß jede.nicht-kreisförmige, längliche Gestalt der Blasform dazu führt, daß die Höhe des Gasstrahles in dem Bad verringert wird und dadurch die Neigung zum Verspritzen in einem derartigen Bad verkleindert wird. Jede längliche Gestalt ist dazu geeignet. Besonders geeignet sind dabei dreieckige, rechteckige, halbkreisförmige, rhombische, elliptisch geformte oder spitz-ovale QuerschnittBformen. Dabei beträgt da3 Verhältnis von Länge zu Breite bei den Querschnitten dieser Gestaltungen 2;1 oder mehr. Wenngleich dieses in der Regel der Fall sein wird, ist es nicht erforderlich, daß die erfindungsgemäß gestalteten Blasformen symmetrisch zu einer Mittellinie ausgebildet sind.

Mit Hilfe der Erfindung ist noch ein weiterer Vorteil dieser länglichen Blasformquerschnitte verbunden. Die größere Kontaktoberfläche, die mit Hilfe des länglichen Gasstrahles erzielt wird, führt zu einer schnelleren und besseren Entphosphorung des Schmelzbades. Die Entphosphorung tritt an der Grenzfläche * zwischen dem Gasstrahl und dem Schmelzflüssigen Metallbad auf. Darin ist ein wesentlicher Unterschied zwischen den Stahlfrischverfahren zu sehen, die mit den Bezeichnungen Q-BOP und BOP unterschieden werden. (BOP a bottom blown oxygen steelmaking process). Bei dem BOP-Verfahren läuft die Entphosphorung durch Reaktion des Metalle mit der auf der Badoberfläche schwimmenden Schlacke ab. Beim Q-BOP-Verfahren erfolgt demgegenüber die Entphosphorung hauptsächlich an der Oberfläche des Gasstrahles innerhalb des Bades, v/o PeO, Phosphor und CaO vorliegen. Dabei wird CaO als Kalkpulver zusammen mit dem Sauerstoff in den Ofen eingeblasen· Das FeO wird durch Reaktion des eingeblasenen Sauerstoffs mit dem Fe des Bades gebildet. Phosphor stellt eine übliche Verunreinigung des zu verblasenden Varmeinsatzes dar.

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Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß mit der Erfindung eine Blasform für das bodenblasende Sauerstoff-Stahlfrischverfahren vorgeschlagen worden ist, mit deren Hilfe das Verspritzen des Gefäßinhaltes vermindert und dennoch Sauerstoff den Bad in optimalen Mengen und Strömungsverhältniesen zugeführt wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Blasform für einen bodenblasenden Sauerstoff-Stahlfrischkonverter, gekennz eichnet durch ein inneres Rohr (30) von nicht-Kreisförmiger, länglicher Querßchnittege-Btalt, wobei diese -Querschnittsgestalt ein Verhältnis von länge zu Breite von wenigstens 2:1 besitzt, durch ein äußeres Rohr (32) von gleicher Gestalt, und durch zv/isehen den beiden Rohren angeorxinete Abstandshalter (34-)» mit deren Hilfe ein ringförmiger Raum (36) zwischen dem Innenrohr (30) und dem Außenrohr (32) ausbildbar ist.

2. Blasform nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei ohne t , daß der ringförmige Saum (36) rings um das innere Rohr (30) im wesentlichen die gleiche Abmessung besitzt.

3. Blasform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgestalt zu einer Mittellinie symmetrisch ausgebildet ist.

4. Blasform nach Anspruch 2, dadurch gekennz' ei c h n e t , daß der Querschnitt ellyptische Gestalt besitzt.

5- Blasform nach Anspruch 2, dadurch gekennz eichnet, daß der Querschnitt halbkreisförmige Gestalt besitzt.

6. Blasform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt rechteckige Gestalt besitzt.

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7. Blasform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt rhombische Gestalt besitzt.

8. Blasform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt dreieckige Gestalt besitzt.

9. Blasform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt spitz-ovale Gestalt besitzt.

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