DE2338241A1

DE2338241A1 - Verfahren und einrichtung zum frischen einer roheisenschmelze

Info

Publication number: DE2338241A1
Application number: DE19732338241
Authority: DE
Inventors: William Austin Kolb; Jack Francis Sigh
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1972-07-27
Filing date: 1973-07-27
Publication date: 1974-02-07
Also published as: DE2338241C2; SE426344B; IT995081B; YU183173A; FR2194784B1; HU167535B; NL7310470A; AT341557B; GB1456977A; LU68115A1; FR2194784A1; JPS49123920A; US3897047A; JPS5729528B2; ES417320A1; ATA662073A; CA993195A

Description

DIPL-ING. A. GRÜNECKER DR.-ING. H. KINKELDEY DR.-ING. W. STOCKMAIR, Ae. E.

PATENTANWÄLTE

P 6750

UOO fc.ONOHEN 22 Maxim.liar.,trau« 43 Tdeiun 2?,100 /2*«7<.4 / 221 ■ Tileyromm« Monapat Möffchtn T.ltx 05-2*3»

27. JuIi 1973

USS ENGINEERS AND CONSULTANTS, INC,

600 Grant Street

Pittsburgh, Pennsylvania, USA

Verfahren und Einrichtung zum Frischen einer Roheisenschmelze

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Frischen einer Roheisenschmelze durch Einblasen eines ausgewählte Feststoffteilchen in Suspension enthaltenden Gases mit vorbestimmter Durchflußmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit in die Schmelze mit Hilfe wenigstens einer unterhalb der Schmelzbadoberfläche angeordneten Blasform, die einen Blasformeingang enthällt.

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Beim Frischen von Roheisen zu Stahl im bodenblasenden Konverter oder Tiegel wird Sauerstoff während des Frischens des Roheisens zu Stahl durch den Boden des Konverters oder Schmelzgefaßes eingeblasen. Wird ein Flußmittel, wie fein zerteilter Kalk oder dergleichen beim Frischen benötigt, so wird dieses zusammen mit dem Sauerstoff durch eine Vielzahl von Blasformen, die im Boden des Konverters angeordnet sind, in das Schmelzbad eingeblasen. Stets wenn ein derartiges Flußmittel in den Konverter eingeblasen wird, tritt ein Rückdruck auf, der zu einer Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Durchflußmenge des Sauerstoffs führt. Wird die Flußmittel-Eindüßung beendet, so hört der Rückdruck auf und die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge des Sauerstoffs erhöht sich wieder auf ihren normalen oder anfänglichen Druck.

Bei der herkömmlichen Betriebsweise eines bodenblasenden Konverters werden die Blasformen mit dem Gesamtdruck der Sauerstoff quelle beaufschlagt, was zu Strömungsgeschwindigkeiten im ßchallbereich oder zu Strömungsgeschwindigkeiten in: den Blasformeingängen führt, die größer als Mach 1. Die Hersteller derart herkömmlich betriebener Anlagen sind der Auffassung, daß dieses zu einer besseren Sauerstoffverteilung in dem Schmelzbad führt und lediglich die Verwendung einer geringsten Menge an Blasformen in dem Boden des Konverters erforderlich macht. Die in herkömmlichen Anlagen erreichbare maximale Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit bzw. -durchflußeenge hängt somit von dem Druck der Sauerstoffquelle sowie der Anzahl und Größe der in dem bodenblasenden Konverter enthaltenen Blasformen ab. Immer wenn Flußmittel in das Schmelzbad eingedüst werden, führt der gesteigerte Rückdruck zu einem verringerten Sauerstofffluß durch die Blasformen und weil der Druck der Sauerstoffquelle nicht erhöht werden kann (da bereits bei vollem Druck gearbeitet wird), um den Ruck-

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druck bzw. Druckabfall zu überwinden,-muß eine verringerte Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit bzw. -durchflußmenge während des Eindüsens von Flußmitteln in Kauf genommen werden. In den meisten Fällen herkömmlicher Betriebsweise ist der Sauerstoffdruck in der Blasform während des Eindüsens von Flußmitteln jedoch noch hoch genug um den Fluß des Sauerstoffs im Schallbereich durch die Blasformauslässe aufrecht zu erhalten und um das schmelzflüssige Material daran zu hindern, sich nach unten in die Blasformen zu bewegen. Bei Arbeiten im Schallbereich hängt die Sauerstoffdurchflußmenge bzw. -strömungsgeschwindigkeit direkt von dem Sauerstoffdruck ab, so daß ein Abfall des Sauerstoffdrucks in der Blasform zu einer direktproportionalen Verminderung des Sauerstoff flusses durch die Blasformen führt.

Ein Vorteil dieser herkömmlichen Arbeitsweise ist darin zu sehen, daß der Sauerstoffdruck in den Blasformen zu jeder Zeit höher als erforderlich gehalten wird, wodurch jede Möglichkeit ausgeschlossen wird, daß schmelzflüssiges Material aus dem Ofeninneren in die Blasformen eindringen kann.

Ein Nachteil der herkömmlichen Betriebsweiee und herkömmlich ausgebildeten Speisesysteme ist darin zu sehen, daß während des Eindüsens von Flußmitteln (welches sich über etwa die Hälfte der Blasperiode erstreckt) der Sauerstofffluß bzw. die Sauerstoffströmungsgeschwindigk;eit oder -durchflußmenge durch die Blasformen verringert wird, da dieses eine Verlängerung der erforderlichen Blasdauer zum Frischen des Roheisens zu Stahl zur Folge hat. Zur Konstanthaltung der Menge des eingeblasenen Sauerstoffs während der gesamten Blasperiode muß der Druck der Sauerstoffquelle erhöht werden, was kostspielige Zusatzausrüstungen erforderlich macht und beträchtliche Kostennachteile mit sich bringt.

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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein "Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die geschilderten Nachteile herkömmlicher Betriebsweisen vermieden und somit das Frischen von Roheisen zu Stahl in einem bodenblasenden Konverter ermöglicht wird, ohne daß beachtliche Schwankungen der Sauerstoffströmungsgeßchwindigkeit bzw. -durchflußmenge in den Blasformen auftritt.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst,, daß das Gas von einer Gasquelle unter Überatmosphärendruck liegenden Druck durch ein geschlossenes Leitungssystem bei vorbestimmter Durchflußmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit zum Frischen der Roheisenschmelze dem Blasformeingang zugeführt wird, daß der Druck des Gases derart aufrecht erhalten wird, daß der Gasdruck am Blasformeingang geringer ist als der Unterschied zwischen dem Druck der Gasquelle und dem Druckabfall des Gases, der sich aus dem Durchtritt des Gases durch das geschlossene Leitungssystem ergibt, daß die Feststoffteilchen in einer bestimmten Einblasstelle des geschlossenen Leitungssystems in das Gas eingedüst und in dem Gasstrom suspensiert werden, bevor das Gas in den Blasformeingang eintritt, wobei der Druckabfall in dem Gasstrom zwischen der Gasquelle und dem Blasformeneingang infolge des Durchtritts des Gases und der suspendierten Teilchen durch das geschlossene Leitungssystem zunimmt, und daß der Gasdruck vor der Einblasstelle fcv/ecks Ausgleichung des Druckabfalls, der in· dem Leitungssystem infolge des Eindüsens und Mitführens der suspendierten Feststoffteilchen auftritt derart erhöht wird, daß die vorbestimmte Durchflußnenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit zu bzw. in dem Blasformeingang im wesentlichen konstant gehalten wird.

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Hinsichtlich der Einrichtung wird die obengenannten Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Gasquelle mit über Atmosphärendruck liegendem Druck und eine die Gasquelle mit dem Blasformeingang verbindende Sauerstoff-Hauptspeiseleitung vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Gas dem Blasformeingang zum Frischen der Roheisenschmelze unter vorbestimmter Strömungsgeschwindigkeit bzw..Durchflußmenge zuführbar ist, daß Eindüsungseinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe die suspendierten Feststoffteilchen in dem Gasstrom suspendierbar und in einer bestimmten Einblasstelle in die Sauerstoff-Hauptspeiseleitung eindüsbar sind, bevor der Gasstrom und die darin suspendierten Teilchen in den Blasformeingang eintreten, wobei der Druckabfall in dem Gasstrom zwischen der Gasquelle und dem Blasformeingang infolge des Durchtritts des Gases und der darin suspendierten Teilchen durch die Eindüseinrichtungen und die Sauerstoff-Hauptspeiseleitung erhöht wird, daß in der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung vor der Einblasstelle eine Flußkontrolleinrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Fluß des Gasstromes durch die Sauerstoff-Hauptspeiseleitung ermittelbar ist, daß ein Ventil mit der Fluß-Kontrolleinrichtung verbunden und vor der Einblasstelle in der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung angeordnet ist, mit dessen Hilfe der Fluß des. Gasstromes durch die Sauerstoff-Hauptspeiseleitung steuerbar ist, und daß das Ventil mit Hilfe der Fluß-Kontrolleinrichtung derart betätigbar ist, daß die vorbestimmte Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge des Gases und der darin suspendierten Teilchen zu dem Blasformeingang im wesentlichen konstant gehalten wird.

Die Erfindung beruht darauf, daß gefunden wurde, daß sich ein bodenblasender Konverter mit größeren und in einer erhöhten Anzahl von Blasformen betreiben läßt, wobei der Sauerstofffluß durch die Blasformen unter der Schallgeschwindigkeit erfolgt, ohne daß ungünstige Beeinflussungen der Sauer-

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Stoffverteilung in dem Schmelzbad auftreten. Der während des Eindüsens von Flußmitteln auftretende Rückdruck oder Druckabfall wurde auch zu niedrigen Drücken und zu verringertem Sauerstofffluß in den Blasformen führen. Da sich jedoch der Sauerstofffluß bei Strömungsgeschwindigkeiten im Unterschallbereich mit der Quadratwurzel der Sauerstoffdruckänderungen ändert, ist die Sauerstoffflußgeschwindigkeit bzw. -durchflußinenge je Einheit veränderten Sauerstoffdruckes beträchtlich kleiner. Wird der bodenblasende Konverter mit Sauerstoffgeschwindigkeiten im Unterschallbereich und bei niedrigerem Sauerstoffdruck in den Blasformen betrieben, so ist die Druckdifferenz beträchtlich kleiner und kritischer, die zwischen dem Betriebsdruck der Sauerstoffquelle und dem erforderlichen Saueratoffmindestdruck liegt, der erforderlich ist, um das Schmelzbad während der Flußmittel-Eindüsung am Eintreten is aie Blasformen zu hindern* Da nicht dar gesamte in der Gasquelle vorhandene Druck an die Blasformen angelegt werden ist, ist eine Sauerstoffdruckr· serve in der Sauerstoff quell a vorhanden, die zu Verfügung steht, VM den Unterschied zwischen den erforderlichen Betriebsdrücken zwecks Konstanthaltung dse Sauerstoffflusses durch die Blasformen einerseits und des Mindest sauer stoffdruckes in den Blasformen andererseits, der erforderlich ist, um das schmelzflüssige Material aa Eintritt in die Blasformen zu hindern, aufrecht zu erhalten. Das Verfahren nach der Erfindung arbeitet bei Sauerstoffgeschwind!gkeiten unterhalb der Schallgrenze (Kech 1) und in dem Unterschallbereich zwischen etwa 0,7 und 0,8 Mach.

Ferner hält das erfindungsgemäßo Verfahren die Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit bzw. -durchflußmenge in angestrebter Weise während der ganzer Blasperiode unter Einschluß der Periode, in welcher Flußmittel eingedüst werden, konstant und vermeidet das Auftreten von zeitlichen Druckschwankunpen in Blaßformen in einem Ausmaße, welches insbesondere während

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dee Beginns und des Endes der Flußmitteleindüsung in das Schmelzbad dazu führen könnte, daß schmelzflüssiges Material infolge eines zu niedrigen Gasdruckes in die Blasformen eindringt. Die obengenannten Vorteile sowie weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Erfindung. Die vorteilhaften Wirkungen werden mit Hilfe eines Verfahrens und einer Einrichtung zum Frischen von Roheisen zu Stahl erzielt, bei welchem Sauerstoff mit einer vorbestimmten Durchflußraenge von einer Sauerstoffquelle, die einen Druck von etwa 12 bis 18 Atmosphären besitzt mit Hilfe von unterhalb der Badoberfläche angeordneten Blasformen in die Roheisenschmelze eingeblasen wird. Die Blasformen besitzen einen Blasformeneingang und die Menge des in dem Sauerstoffstrom eingedüsten fein zerteiltem Kalke wird variiert.

Das Verfahren nach der Erfindung enthält die folgenden Schritte: Sauerstoff aus der Sauerstoffquelle wird den Blasformeingängen mit einer vorbestimmten Sauerstoffmenge bzw. -geschwindigkeit zum Frischen des Roheisens zugeführt. Der Druck des Sauerstoffstromes an dem Blasformeingang wird auf einem Wert gehalten oder auf einen Wert gebracht, der um etwa 3 Atmosphären geringer ist als die Differenz zwischen dem Sauerstoffdruck in der Sauerstoffquelle und dem Sauerstoffabfall, welcher eine Folge der Zuführung des Sauerstoffs von der Sauerstoffquelle zu dem Blasformeingang ist. Der fein zerteilte Kalk wird an einer Einblasstelle in den Sauerstoff strom eingedür?t, die vor dem Eintritt des Sauerstoffs in den Blas forme in rtang liegt. Der Druck des Sauerstoffs wird oberhalb der Einblasstelle erhöht, um die vorber.timmte Sauerstoffströmungsgeijchwindigkeit bzw. -durchflußmenge im wesentlichen konstant zu halten.

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Ferner wird in der folgenden Beschreibung eine Einrichtung zum Prischen einer Roheisenschmelze durch Einblasen von Gas mit vorbestimmter Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußgeschwindigkeit beschrieben, wobei in dem Gas suspendierte Peststoffteilchen enthalten sind. Das Gas mit den darin suspendierten Feststoffteilchen wird durch wenigstens eine unterhalb der Badoberfläche angeordnete Blasform in die Eoheisenschmelze eingeblasen, wobei die Blasform einen Blasformeingang besitzt. Die Einrichtung besitzt eine Gasquelle mit einer überhalb von Atmosphärendruck liegendem Druck. Mit Hilfe einer Sauerstoff-Hauptspeiseleitung ist die Gasquelle mit dem Blasformeingang verbunden, um das Gas zwecks Prischen der Roheisenschmelze mit einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge dem Blasformeingang zuzuführen. Eindüseinrichtungen sind vorgesehen, um Feststoffteilchen in klein zerteilter Form in den Gasstrom einzudüsen und in demselben zu suspendieren. Das Eindüsen erfolgt an einer bestimmten Einblasstelle, die in der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung vor dem Eintritt des Gases und der darin suspendierten Teilchen in den Blasformeingang angeordnet ist. Infolge des Durchströmens des Gases und der darin suspendierten Teilchen durch die Eindüseinrichtungen und die Sauerstoff-Hauptspeieeleitung wird der Druckabfall des Gasßtromes verstärkt. Somit ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Säuerstoff-Frischen von Roheisenschmelzen zu Stahl durch das Einblasen eines Sauerstoffstromes mit vorbestimmter Strömungsgeschwindigkeit bzw. durch Flußmenge aus einer Sauerstoffquelle mit einem Druck zwischen etwa 12 und 18 Atmosphären in die Roheisenschmelze mit Hilfe einer unterhalb der Badoberfläche des geschmolzenen Roheisens angeordneten Blasform, welche einen Blasformeingang besitzt, und bei welchem die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge eines in den Sauerstoffstrom eingedüsten fein zerteiltem Kalks verändert wird.

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Das Verfahren nach der Erfindung enthält die folgenden . Schritte: Sauerstoff wird von der Sauerstoffquelle mit vorbestimmter Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit bzw. -durchflußmenge zum Frischen des flüssigen Roheisens zu dem Blasformeingang geführt. Der Druck des Sauerstoffstromes am Blasformeingang wird auf einem Wert gehalten bzw. auf einen Wert gebracht, welcher um etwa 3 Atmosphären geringer ist als der Unterschied zwischen dem Druck der Sauerstoffquelle und dem Sauerstoff-Druckabfall, welcher sich aus dem Zuführen des Sauerstoffstroms von der Sauerstoffquelle zu dem Blasformeingang ergibt. Fein zerteilter- Kalk wird in den Sauerstoffstrom an einer Einblasstelle eingedüst, welche vor dem Eintritt des Sauerstoffs in den Blasformeingang liegt. Der Druck des Sauerstoffstroms wird oberhalb der Einblasstelle erhöht, um die vorbestimmte und angestrebte Sauerstoff-Durchflußmenge bzw. -strömungsgeschwindigkeit im wesentlichen konstant zu halten.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine Einrichtung zum ι Frischen einer Roheisenschmelze durch Einblasen eines ausgewählte .. Feststoffteilchen in Suspension enthaltendem Gases mit vorbestimmter Durchflußmenge bzw. Strömungsgeschwin-· digkeit in die Schmelze mit Hilfe wenigstens einer unterhalb der Schmelzbadoberfläche angeordneten Blasform, die einen Blasformeingang enthält.

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

Fig. 1 eine diagrammartige Darstellung eines bodenblasenden Konverters sowie einer Einrichtung zum Steuern des Sauerstofffluases und des Sauerstoffdruckes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver-

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fahrens zum Frischen einer Roheisenschmelze zu Stahl,

Pig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen bodenblasenden Konverter, der zwei unter der Badoberfläche angeordnete Boden-Blasformen, zwei unter der Badoberfläche angeordnete seitliche Blasformen und ein Paar seitliche Blasformen, die auf die Kohlenstoff monoxyd-Zone des Ofens gerichtet sind, besitzt,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen Elektrolichtbogenofen, der eine vertikale und eine geneigte und der Badoberfläche angeordnete Bodenblasform, zwei unter der Badoberfläche angeordnete seitliche Blasformen und eine auf die Kohlenstoffmonoxyd-Zone des Ofens gerichtete seitliche Blasform besitzt,

Fig. 4 einen senkrichten Schnitt durch einen Stahlwerksofen mit offener Bruut (SM-Ofen) der eine vertikale und eine geneigte unter der Badoberfläche angeordnete Boden-Blasform, eine unter der Badoberfläche angeordnete seitliche Blasform und eine weitere seitliche Blasform besitzt, wobei letztere auf die Kohlenstoffmonoxyd-Zone des Ofens gerichtet ist,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch einen kippbaren Stählwerksofen mit offener Brust (SM-Ofen) der eine vertikale und eine geneigte tinter der Badoberfläche angeordnete Boü^n-Blasfor».

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eine seitliche unter der Badoberfläche angeordnete Blasform sowie eine weitere seitliche Blasform besitzt, wobei letztere auf die Kohlenstoffmonoxyd-Zone des Ofens gerichtet ist und

Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch einen schwenkbaren oder oszillierbaren Mischer für Warmeinsatz, der eine vertikale und eine geneigte unter der Badoberfläche angeordnete Boden-Blasform, zwei seitliche unter der Badoberfläche angeordnete Blasformen und eine weitere seitliche Blasform besitzt, wobei letztere auf die Kohlenstoffmonoxyd-Zone dee Mischers gerichtet ist.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung sind im weitesten Sinne darauf anwendbar, den Druck und die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge eine Gasstromes in einem zur Stahlherstellung dienenden Schinelzgefäß zu steuern bzw. zu kontrollieren. Insbesondere Ist die Erfindung jedoch dazu bestimmt, die Strömungsgeschwindigkeit bzw. die Durchflußmenge sowie den Druck eines Sauerstoffflusses durch die Blasformen eines bodenblasenden Konverters zu steuern bzw. zu kontrollieren. Aus diesem Grunde ist das in der Zeichnung dargestellte Aus fiihrungsbei spiel auf einen derartigen bodenblasenden Konverter abgestellt. · .

Der bodenblasende Konverter ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Dieser Konverter 10 ist um eine horizontale Achse ·':. A-A drehbar, welche durch die Zapfen 12 definiert ist. Ferner besitzt der Konverter oder Tiegel 10 einen entfernbaren Boden 14, in welchem eine Vielzahl von Blasformen 16 angeordnet ist, wobei jede Blasform von einem konzentrischen äußeren

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Rohr 16a umgeben ist, welches bei jeder Blasform 16 einen Umhüllungsgas-Ring bzw. eine Umhüllungsgasringdüse 17 bildet.

Bei dem Verfahren zum Sauerstofffrischen des geschmolzenen Roheisens 18 in dem bodenblasenden Konverter 10 zu Stahl wird ein Sauerstoffstrom mit einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge R^. in jeden Blaeform-Eingang 20 aus einer Sauerstoffquelle eingeblasen, was durch den Fig. 1 zu entnehmenden Hinweis "von Säuerstoffquelle" angedeutet ist. Die Sauerstoffquelle besitzt einen Druck von etwa 12 bis 18 Atmosphären. Der Sauerstoff wird durch das geschmolzene Roheisen 18 von den Blasformen 16 geblasen, die in dem Boden 14 unterhalb der Badoberfläche angeordnet sind. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner die Durchflußmenge bzw. die Strömungsgeschwindigkeit des Bauerstoffstromes verändert, welcher fein zerteilte Festetoffe, wie Kalk 22 oder dergleichen enthält· Diese fein zerteilten Feststoffe werden dem Sauerstoffstrom an einem bestimmten Einblaspunkt 40 zugesetzt, der zwischen der Sauerstoff quelle und den Blaeformeneingängen 20 angeordnet ist.

Der Sauerstofffluß fließt von der Sauerstoffquelle durch eine Sauerstoff-Hauptspeiseleitung 24 und dann der Reihe nach durch eine öffnung oder Blende 26, ein Ventil, wie ein Strömungskontrollventil 28, ein Sperrventil 30a, ein Verbindungsstück 32 mit einer Stickstoff-Speiseleitung 34, ein Verbindungsstück 36 mit einer anderen Sauerstoff-Speiseleitung 38, ein Verbindungsstück 36' mit noch einer weiteren Sauerstoff-Speiseleitung 38*, ein zweites Sperrventil 30b zu dem Einblaspunkt 40, der eine Auslaßleitung 42 besitzt, welche den suspendierten Kalk 22 besitzt. Anschließend gelangt der Sauerstoff über ein weiteres nun offenes Sperrventil 30b¹ zu den Blasformen-Eingängen 20.

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Der Sauerstoff wird den Blasform-Eingängen 20 von der Sauerstoffquelle mit der vorbestimmten Sauerstoff-Strömungsgeschwindigkeit "bzw. -durchflußmenge R,, zum Frischen des geschmolzenen Roheisens 18 zu Stahl zugeführt. Der Druck des Sauerstoffstromes an den Blasformeneingängen 20 wird auf einen Vert P,. gehalten, Welcher etwa 3 his 5 Atmosphären niedriger ist als der Unterschied zwischen dem Druck der Sauerstoffquelle (etwa 12 his 18 Atmosphären) und dem Sauerstoffdruckabfall, welcher sich aus der Zufuhr des Sauerstoffs aus der Sauerstoffquelle zu den Blasform-Eingängen 20 ergibt. Dabei ist dieser Wert Pq größer als der Minimalwert, mit welchem das geschmolzene Roheisen 18 in die Blasformen 16 eindringt. Um den fein zerteilten Kalk 22 in den Sauerstoffstrom an der Einblasstelle 40 zwischen der Kalkauslaßleitung 42 und der Sauerstoffspeiseleitung 24 einzudiisen, bevor der Sauerstoff strom und-der suspendierte Kalk 22 in die Blasform-Eingänge 20 eintreten, werden eine oder mehrere Kalkeindüseinrichtungen 44, 44' verwendet.

Während der Kalk-Eindüsperiode iat das Kontroll-Sperrventil 30b geschlossen und fließt der Sauerstoffstrom durch die Leitungen 38, 38' durch die nun geöffneten Sperrventile 30c, 30c¹, durch die Ventile 46, 46' und durch die nun geöffneten Sperrventile 3Od, 3Od¹ in die Kalk-Vorratsbehälter 48, 48', welche den fein zerteilten Kalk 22 enthalten. Außerdem gelangt der Sauerstoffstrom durch die Leitungen 50, 50' und durch die Kalk-Eindüsventile 52, 52' sowie durch die Düsen 53» 53'» die von den Leitungen 5OA, 5OA' gespeist werden. Von dort gelangt der Sauerstoff in die Kalkauslaßleitung 42 und über ein nun geöffnetes Sperrventil 3Oe durch die Einblasstelle AO, die zwischen der Kalkausgangsleitung 42 und der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung 24 liegt.

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Als folge des durch die KaIkeindusung entstehenden Rückdruckes ist es erforderlich, den Druck und den Fluß des Sauerstoffes oberhalb oder vor der Einblasstelle 40 zu erhöhen, um einen im wesentlichen konstanten Fluß des Sauerstoffes mit der vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge R,. und dem Druck P^ (zu Anfang und Ende der Kalkeindüsung) in die Blasformen 16 aufrecht zu erhalten. Dazu dient eine Vorrichtung 54- zum Einstellen bzw. Kontrollieren des Sauerstoffflusses und -druckes.

Zum Bestimmen der Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge des Sauerstoffstromes vor der Einblasstelle 40 besitzt die Einrichtung 54 eine Fluß-Kontrolleinrichtung 55- Diese Fluß-Kontrolleinrichtung 55 besitzt einen Sauerstoffflußfühler 56, der über der öffnung 26 angeordnet ist, um über eine Leitung L^ ein Flußsignal an den Eingang e^ eines Flußübervachtrs 58 zu leiten. Bei dem Sauerstoffflußfühler 56 und den flußüberwacher 58 kann ea sich um im Handel erhältliche Geräte handeln, wobei der Flußüberwacher 58 vorzugsweise •in Differentialverstärker ist. Bei diesem Flußüberwacher oder Verstärker 58 läuft die überwachungs funkt ion nach der folgenden Flußgleichung ab:

^eop " ^{K (e}1f-^e2p

In dieser Gleichung bedeutet e_Q^ die Ausgangsspannung, e^ die Eingängsspannung aus dem Sauer stoff flußfühl er 56 und &2f die Eingangsspannung von einem Vergleichs-Flußpotentiometer 60. Das Vergleichs-Flußpotentiometer 60 liefert ein Vergleichssignal, welches die angestrebte Strömungsgeschwindigkeit bzw. Flußmenee des Sauerstoffstromes durch die öffnung 56 in der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung 24 wiedergibt, um die vorbectimiate Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge R^ des Sauerstoffstromes sowie des darin suspendierten

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Kalks 22 im Bereich der Blasformen-Einlässe 20 zu gewährleisten .

Bas Ausgangssignal e_of des Flußüberwachers 58 wird mittels einer Leitung L₁- an einen Eingang e^x eines Begrenzers 62 geführt, der dem Differentialverstärker des Flußüberwachers 58 gleicht. Ein Ausgangssignal aus dem Begrenzer. 62 wird von dem Ausgang e τ des Begrenzer 62 über eine Leitung L,- zu dem Steuerventil 28 geleitet, um den Betrieb des Ventils 28 mit der Wirkung auszulösen, daß der Sauerstofffluß innerhalb der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung 24 kontrolliert bzw. überwacht wird.

Im Betrieb arbeitet der Flußfühler ·56 als Geber, welcher ein elektrisches Signal erzeugt, das dem Druckunterschied über die Öffnung 56 proportional ist. Dieser gemessene Durckunter-

. schied ist dem Sauerstofffluß durch die öffnung 56 proportional. Das über die Leitung L^ zu dem Eingang e^ des Flußuber-

. wachers 58 übertragene Fluß-Spannungssignal wird selbstverständlich mit dem Vergleichsspannungsaignal aus dem Vergleichspotentiometer 60 verglichen und dem Eingang egj des Flußüberwachers 58 zugeführt. Nimmt der Fluß des Sauerstoffstroaes durch die öffnung 26 zu, so wächst das über die Leitung L^ zu dem Eingang e^ des Flußüberwachers 58 übertragene Signal an, wodurch ein Anwachsen der Ausgangsspannung aus dem Ausgang β - des Eingangs e^r des Begrenzers 62 hervorgerufen wird. Darauf wächst die Ausgangsspannung des Ausganges e^ des Begrenzers 62 an und wird über die Leitung L,- zu dem Fluß-Steuerventil 28 geleitet, um es in die geschlossene Stellung zu bringen, bis sich die angestrebte Strömungsgeschwindigkeit bzw, Durchflußmenge des Sauerstoffstromes durch die öffnung 56 eingestellt hat.

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Nimmt die Durchflußmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffstromes durch die öffnung 56 in der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung ab, so läuft natürlich der umgekehrte Vorgang ab, um die vorbestimmte Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußinenge des Sauerstoffs durch die öffnung 56 zu gewährleisten.

Zwecks Ausbildung einer Überdruckkontrolle in der Einrichtung 54 zur Kontrolle des Sauerstoffflusses und -druckes ist eine Druckkontrolleinrichtung 57 vorgesehen. Diese Einrichtung 57 besitzt einen Druckfühler 64, der in der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung 24- kurz vor den BIa sforine in gangen 20 angeordnet ist. Dieser Druckfühler 64 übermitteis ein ßpannungssignal über eine Leitung Lp zu einem Eingang e~ eines Drucküberwachers 66.

Der Drucküberwacher 66 ist ein Differenzverstärker, welcher dem Flußüberwacher 58 und dem Begrenzer 62 gleicht. Ein Druck-Bezugspotentiometer 68 legt ein Druck-Bezugssignal an den Eingang e,, des Drucküberwachers 66 an, wobei das Druck-Bezugssignal dem angestrebten Druck P^ des Sauerstoffstromes an den Blacformeingängen 20 entspricht. Das Ausgangssignal aus dem Ausgang β des Drucküberwachers 66 v/ird über eine Leitung L, durch eine Sperreinrichtung, wie eine Diode 70 geführt. Diese Sperrdiode 70 dient dazu, lediglich ein positives Ausgangssignal vom Ausgang e des Drucküberwachers 66 an den Eingang e^_L des Begrenzer 62 über die Leitung L. zwischen der Diode 70 und dem Begrenzer 62 durchzulassen.

Ist das von dem Druckfühler 64 an den Eingang e,-, des Drucküberwachers 66 übermittelte Spannungssignal höher als das Bezugssignal von dem Besugspotentioraeter 68 an den Eingang e^ des Druckfühlers 64, so liefert der Drucküberwacher 66 ein negatives Auspangssignal von seinem Ausgang e über die -Leri-

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BAD 0RK3JNAL

tung L, zu der Sperrdiode 70. Da die Diode 70 jedoch nur positive Signale von dem Drucküberwacher 66 an den Begrenzer 62 durchläßt, wird das negative Ausgangssignal des Ausgangs e von der Diode 70 blockiert und dadurch daran gehindert, über den Begrenzer 62 Einstellungen des Steuerventils 28 vorzunehmen. ',

Ist das über die Leitung L^ von dem Druckfühler 64 an den Eingang βρ- des Druckuberwachers 66 gelegte Drucksignal kleiner als das Druckvergleichssignal von dem Druck-Vergleichspotentioneter 68 an den Eingang e,, des Drucküberwachers 66 gelegte Signal, so gelangt das von dem Ausgang e des Drucküberwachers 66 abgegebene Signal über die Diode 70 über die Leitung L^ zu dem Eingang e^ des Begrenzers 62. Da das Fluß-Spannungssignal, welches von dem Ausgang e_of des FlußUberwachers 56 über die Leitung L,- an den Eingang e^^ gelegt ist, immer positiv ist und diese Eingangsspannung von dem Ausgang e des Druckuberwachers 66 zu dem Eingang e^ des Begrenzers 62 positiv ist, so be wirkt ein vergrößertes Btgrenztr-Ausgtngsspannungssignal des Ausganges e ^ des Begrenzers 62 Über die Leitung Lg zu dem Fluß-Steuerventil 28 das öffnen dee Steuerventils 28 mit der Wirkung, daß ein verstärkter Sauerstofffluß durch die Sauerstoff-Hauptspeieeleitung 24 stattfindet.

Zusammengefaßt dient die Einrichtung 54 zum Steuern bzw. Kontrollieren des Sauerstoffflusses und -druckes dazu

1. den Fluß des Sauerstoffstromes zu den Elasformeingängen 20 jederzeit zu kontrollieren und eine Sauerstoff-Strömungsgeschwindigkeit bzw. -durchflußmenge zu den Blasformeinlässen 20 mit einer vorbestimmten Durchflußnenge E. aufrecht zu erhalten, die durch .die Einstel-

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BAD ORfGlNAt

lung des Fluß-Bezugspotentiometers 60 festgelegt ist.

2. Eine tJberdruckkontrolle zu gewährleisten, welche der Einrichtung 54- zum Kontrollieren des Sauerstoffflusses und -druckes jederzeit gestattet, den Sauerstofffluß zu den Blasformeingängen 20 zu erhöhen, wobei je doch in dem Fall, daß die Sauerstoff-Durchflußmenge bzw. -Strömungsgeschwindigkeit den Druck P^. an den Blasformeingängen 20 auf einen Punkt absinken läßt, bei welchem der Eintritt von Roheisen 18 in die Blasformen 16 möglich wäre, die Einrichtung 54- automatisch den Fluß und damit auch den Druck des Sauerstoffstromes an den Blasformeingängen 20 über den Minimaldruck P_x. steigert (der Mindestbetriebsdruck P,- ist durch den Druck-Sollwert mittels des Druck-Bezugspotentiometers 68 eingestellt) und

3. Druckabnahmen in den Blasformen 16 zu verhindern, was insbesondere zu Beginn und am Ende der · Flußmitteleindüsung in das schmelzflüssige Roheisen 18 wichtig ist, um das Absinken des Druckes auf einen Punkt zu verhindern, bei welchem Roheisen 18 in die Blasformen 16 eindringen könnte.

Beispiele von Betriebszuständen der Einrichtung 54- sind in der folgenden Tafel 1 zusammengestellt.

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BAD ORIGINAL

Tafel 1

Blasforadruck Pi in Bezug auf Sollwert des Bezugspotentiometers 68

Vorzeichen der Ausgangsspan nung an

e_0T) der EiErichtung

Ausgangssignal der Diode 70 zu 3„o Fluß in Bezug Ausgangssignal Ausgangsauf Sollwert
des Bezugspotentiometers
60

des Flußüberwachers 58 in
Volt (stets
positiv)

signal des Begrenzers 62 bei

(Volt)

Steuergriffe

Stellung des Ventils

1* höher

_ω 2 höher ° 3 höher

oo 4 höher

O O O

5 gleich

6 tiefer Sollwert-Beispiele:.

gleich

tiefer
höher
viel höher

etwas höher

nimmt ab
nimmt zu
nimmt zu

nimmt zu

etwas höher
nimmt ab

Fluß Fluß

leicht geöffnet öffnet

nimmt zu Fluß schließt

ist gLeüh bis ein Signal -von Diode 70

empfangen — dann stop

ist gleich bis ein Signal von Diode 70 empfangen· dann stop

Fluß, schließt dann bis Druk-Druck begrenzung und stoppt

Fluß,

dann

Druck

jedoch

zeitlich

kürzer

als \Ksr~

stehend

schließt "his Druck— begrenzung und stoppt jedoch zeitlich ,kürzer als vorstehend

nimmt ab Druck öffnet

Druck von ca. 3-4 Atmosphären *In Bedingung Nr. Λ sind alle ErFluß von ca·. 84 Nm3/min . Sauerstoff fordernisse erfüllt

/J JO/«· I

Die bereits erwähnte Stickstoffleitung 34 erstreckt sich von ihrem Verbindungspunkt 32 mit der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung 24 über ein Steuer-Sperrventil 3Of zu einer Verbindungsstelle 72 mit einer Stickstoff-Speiseleitung 74, die sich von einer Stickstoffquelle 76 über ein Steuer-Sperrventil 30g zu dem Ümhüllungs-Gasrohr 16a erstreckt, welches mit der Blasform 16 konzentrisch ausgebildet ist.

Sind die Ventile 30a, 30c, 30c¹ und 3Oe geschlossen und die Ventile 3Of₁ 30b und 30b' geöffnet, so strömt Stickstoff durch die Leitungen 34 und 24 zu den Blasformeingängen 20.

Ist der Stickstoffstrom mit Hilfe des Steuer-Sperrventils 30g unterbunden, so strömt Naturgas oder dergleichen aus einer Naturgasquelle 80 über ein Steuersperrventil 30h in eine Leitung 82 zu einer Verbindungsstelle 84 mit der Leitung 74 und dann durch die Leitung 74 zu den Umhüllungsgas-Rohren 78 bzw. 16a.

Es ist für den Fachmann einleuchtend, daß die Einrichtung 54* zum Steuern bzw. Kontrollieren des Sauerstoffflusses und -druckes in Verbindung »it einer weiteren Öffnung 28', einem Fluß-Steuerventil 28' und einem Sauerstoffflußfühler 56' dazu verwendet werden kann, den Fluß und den Druck von Stickstoff durch die Leitungen 34, 24 zu den Blasformen zu steuern.

Wie Fig. 2 zeigt, kann die Erfindung auf einen bodenblasenden Konverter oder Tiegel 210 mit unterhalb der Badoberfläche angeordneten Boden-Blasformen 212, seitlichen unter der Badoberfläche angeordneten Blasformen 214 und mit weiteren seitlichen Blasformen 216 angewendet werden, wobfei die letzteren auf die Kohlenstoffmonoxyd-Zone des Konverters 210 gerichtet

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sind. Dieser bodenblasende Konverter 210 besitzt einen Mantel oder eine Haut 218, die mit einer feuerfesten Auskleidung 220 versehen ist. Der Konverter besitzt eine öffnung 222 und ist auf Zapfen 224 drehbar gelagert. Die Blasformen 212, 214 und 216 vermögen in ihrem inneren Rohr 213 entweder ein einzelnes Gas, wie Sauerstoff, Luft und Argon oder Mischungen dieser Gase zu führen. Durch die inneren Rohre 213 können auch pulverisierte Zusatzstoffe, wie Flußmittel (gebrannter Kalk oder dergleichen), Verflüssigungsmittel (Flußspat oder dergleichen) oder Sperr- oder Desoxydation smitt el (Ferromengan oder dergleichen) in den Ofen eingeblasen werden. Durch das äußere Rohr 215 wird ein Umhüllungsgas, wie Propan, Naturgas, Leichtöl oder dergleichen dem Ofeninneren zugeführt.

Wie Fig. 3 zu entnehmen, kann die Erfindung auch auf einen elektrischen Lichtbogenofen der Bauart Heroult 210a angewen·*· det werden, welcher eine vertikale und eine geneigte unterhalb der Badoberfläche angeordnete Boden-Blasform 212a bzw. 212a¹ besitzt. Ferner eind in dem Ofen 210a seitliche unterhalb der Badoberfläche angeordnete Blasformen 214a und eine weitere seitliche Blasform 216a angeordnet, wobei die letztere auf die Kohlenstoffmonoxyd-Zone des Ofens 210a gerichtet ist. Dieser Elektrolichtbogenofen 210a besitzt eine Haut oder einen Mantel 218a, der mit einer feuerfesten Auskleidung 220a, einer seitlichen Tür 226 und einem feuerfesten Dach oder Deckel 228 versehen ist. In dem feuerfesten Dach 228 sind Elektrodendurchtrittsoffnungen 230 vorgesehen. Ferner ist in dem Ofen eine Abstichöffnung 232 und eine Abstichrinne 234 vorgesehen, wobei sich letztere von dem Abstichloch 232 nach außen erstreckt. Die Blasformen 212 und 212a¹, 214a und 216a führen in einem inneren Rohr 213 entweder ein einzelnes Gas, wie Sauerstoff, Stickstoff oder Luft oder Mischungen dieser Gase in das Ofeninnere. Die

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letztgenannten Blasformen können auch in den genannten Gasen öder Gasgemischen enthaltene pulverisierte Zusatzstoffe, wie Flußmittel, Verflüssigungsmittel, Sperr- oder Desoxydationsmittel führen. Durch das äußere Rohr 215 wird ein Umhüllungsgas, wie Propan, Naturgas, Leichtöl oder dergleichen in das Ofeninnere eingeblasen.

Außerdem kann die Erfindung auch, wie Fig. 4 zu entnehmen, auf einen Stahlwerksofen mit offener Brust oder SM-Ofen 210b angewandt werden, der vertikale und geneigte unter der Bado"berflache angeordnete Boden-Blasformen 212b bzw. 212b¹ besitzt. Ferner ist in dem Ofen 210b eine seitliche unterhalb der Badoberfläche angeordnete Blasform 214b und eine seitliche Blasform 216b angeordnet, wobei letztere auf die Kohlenstoffmonoxydzone des Ofens 210b gerichtet ist. Dieser SM-Ofen 210b enthält einen feuerfest ausgekleideten Boden 256, eine feuerfest ausgekleidete nach außen geneigte Rückwand 238, eine feuerfest ausgekleidete Vorderwand 240, eine Chargiertür 242 in der Wand 240 und einen feuerfest ausgekleideten Deckel 244. Ein gegenüber der Chargiertür 242 vorgesehenes Abstichloch 232b führt asu einer Abstichrinne 234b. Die Blasformen 212b, 212b¹ _t 214b und 216b führen in einem inneren Rohr 213 entweder ein einzelnes Gas, wie Saueretoff", Luft oder Stickstoff oder Mischungen dieser Gase. Durch das innere Rohr 213 können auch pulverisierte Zusatzstoffe, wie Flußmittel, Verflüssigungsmittel oder Sperr- oder Desoxydationsmittel mit den jeweiligen Gasen oder Gasgemischen in den Ofen eingeblasen werden. Durch ein äußeres Rohr 215 wird ein Umhüllungsgas, wie Propan, Naturgas, Leichtöl oder dergleichen in den Ofen eingedüst.

Wie des weiteren Fig. 5 zu entnehmen, kann iie Erfindung auch auf einen kippbaren SM-Ofen 210c angewandt werden, der

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auf Rollen 246 gelagert ist, die in einer bogenförmigen Bahn angeordnet sind um die Rotation des Ofens um seine Längsachse zwecks Entleerung des Ofeninhaltes durch ein Abstichloch 232c und eine Abstichrinne 234c zu gestattet. Wie Fig. 5 zu entnehmen, ist der kippbare SM-Ofen 210c mit vertikalen und geneigten unterhalb der Badoberfläche angeordneten Boden-Blasformen 212c bzw. 212c' versehen, die über einen Windkanal mit den in Fig. 1 dargestellten Leitungen 20 und 74 verbunden sind. Außerdem sind an dein Ofen 210c eine unterhalb der Badoberfläche angeordnete seitliche Blasform 214c und eine seitliche Blasform 216c angeordnet, wobei letztere auf die Kohlenstoffmonoxydzone des Ofens 210c gerichtet ist. Der kippbare SM-Ofen 210c besitzt einen feuerfest ausgekleideten Boeder 236c, eine feuerfest ausgekleidete Rückwandung 238c, eine feuerfest ausgekleidete vordere Wandung 240c, in welcher eine Chargiertür 242c angeordnet ist, und einen feuerfest auegekleideten Deckel 244c. Die Blasformen 212c, 212c^f, 214c und 216c führen in einem inneren Rohr ein einzelnes Gas, wie Sauerstoff, Luft oder Argon oder Mischungen dieser Gase. Durch das genannte innere Rohr 213 können auch von den Gaeströmen mitgeführte pulverformige Zusätze, wie Flußmittel, Verflüssiger oder Sperr- oder Desoxidationsmittel in den Ofen eingeführt werden. Durch ein äußeres Rohr 215 wird ein Kühlgas, wie Propan, Naturgas, Leichtöl oder dergleichen in den Ofen eingedüst.

Fig. 6 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Mischer 21Od für Warmeinsatz, der eine Haut oder einen Mantel 218d besitzt, welcher mit einer feuerfesten Auskleidung 22Od versehen ist. Ferner besitzt der Mischer 21Od eine Beschickungsöffnung 222d und eine Ausflußrinne 234d. Der Mischer 21Od ist schwingbar oder oszillierbar auf Rollen 246d zwischen der Beschickungs- und der Entleerungsbestellung gelagert.

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Der Mischer 21Od "besitzt vertikale und geneigte unterhalb der Badoberfläche angeordnete Boden-Blasformen 212d bzw. 212d', seitliche unterhalb der Badoberfläche angeordnete Blasformen 214d und eine seitliche Blasform 216d, die auf die "Kohlenstoffmonoxyd-Zone des Mischers 21Od gerichtet ist. Die Blasformen 212d, 212d', 214d und 216d führen in einem inneren Rohr 213 ein einzelnes Gas, wie Sauerstoff, Luft oder Argon oder Mischungen dieser Gase. Durch das innere Rohr 215 können auch von den Gasströmen mitgeführte pulverförmige Zusatzstoffe, wie Flußmittel, Verflüssigungsmittel, Sperroder Desoxydationsmittel in den Mischer eingeblasen werden. Durch ein äußeres Rohr 215 wird ein Umhüllungsgas, wie Propan, Naturgas, Leichtöl oder dergleichen in den Mischer eingedüst.

Wie den Fig. 2, 3» 4, 5 und 6 zu entnehmen, ist eine Abstich-IQ

Blasform 32 ⁷ im Bereich der jeweils dargestellten Entleerungsöffnungen angeordnet. Bei diesen Öffnungen handelt es sich um die Mündung 222 (Fig. 2), die Abstichrinnen 234 (Fig. 3), 234b (Fig. 4) 234c (Fig. 5) und 234d (Fig.6). Die Anordnung der Blasformen 32 ° im Bereich des Entleerungsöffnungen der jeweiligen Stahlwerksgefäße dient der Verhinderung der Ausbildung von Mündungbären·, im Bereich der Entleerungsöffnungen während des Entleerens des jeweiligen Gefäßes. Dadurch wird insbesondere die Ausbildung von Chrom-Nickel-Mündungsbären verhindert, die leicht beim Frischen rostfreier Stähle auftreten.

Aus der vorstehenden Beschreibung der Arbeitsweise der Sauerstoff-Flußsteuereinrichtung 55 der Einrichtung 54 zum steuern bzw. kontrollieren des Sauerstoffflusses und -druckes ergibt sich für den Fachmann, daß damit ein verbessertes Verfahren zum Sauerstofffrischen von geschmolzenem Roheisen zu Stahl

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offenbart worden ist. Dieses Verfahren enthält die folgenden Schritte:

a. Wie sich aus der Fig. 1 zu entnehmenden Angabe "von Sauerstoff quelle" ergibt, wird Sauerstoff aus der Sauerstoffquelle über die Säuerstoff-Hauptspeiseleitung 24 mit einer vorbestimmten Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit bzw. -durchflußmenge E^. den Blasformeingängen 20 zugeführt, um das schmelzflüssige Roheisen 18 zu frischen.

b. Mit Hilfe des Druckfühlers 64, des Dru.cküberwachers 66, der Sperrdiode 70, des Begrenzers 62 und des Flußsteuerventils 28 wird der Druck des Sauerstoffstromes in den Blasformeingängen 20 auf einen Wert P^ gesteuert bzw. gebracht, der um etwa 3 Atmosphären geringer ist als der Unterschied zwischen dem etwa 12 bis 18 Atmosphären betragenden Druck des Sauerstoffquelle und dem Sauerstoffdruckabfall P_D, welcher sich daraus ergibt, daß Sauerstoff von der Bauerstoffquelle über die Bauerstoff-Hauptapeieeleitung 24 zu den Blasformeingängen 20 geführt wird.

c. über die Leitungen 38 und 50, die Kalkvorratsbehälttr 48 und 48*, die Kalk-Eindüsventile 52 und 52* und die Kalkauslaßleitung 42 wird fein zerteilter Kalk 22 in den Sauerstoffstrom an einer Eindüsstelle 40 eingetragen, bevor der Sauerstoff strom in die Blasformeingänge 20 eintritt.

d. Oberhalb oder vor der Eindüsstelle 40 wird der Druck des Sauerstoffstromes gesteigert, um die vorbestimmte Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit bzw. -durchflußmenge H,. an den Eingängen 20 der Blasformen 16 im wesentlichen konstant zu halten.

Zusätzliche enthält das Verfahren die folgenden Schritte:

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a. Mit Hilfe des Strömungsfühlers 56 wird die Strömungsgeschwindigkeit bzw. die Durchflußmenge des Sauerstoffstromes an der öffnung 56 vor oder oberhalb des Eindüspunktes 40 ermittelt, um ein Flußsignal zu erzeugen.

b. Das Plußsignal wird über die Leitung L^ dem Eingang e^ des Flußuberwachers 53 zugeführt.

c. Dieses Flußsignal wird an dem Flußüberwacher 58 mit einem Bezugssignal verglichen, welches der angestrebten Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge E. des Sauerstoff stromes entspricht und an dem Flußüberwacher 58 an dem Eingang βρ* anliegt.

d. Ein Fluß-Ausgangssignel von dem Ausgang e _f des Flußüberwachers 58 wird an einen Flußbegrenzer 62 angelegt und

e. Ein Fluß-Ausgangs sign al wird von dem Ausgang e_oL des Flußbegrenzers 62 über die Leitung Lg dem Steuerventil 28 zugeführt, üb das Ventil 28 derart einzustellen, das die angestrebte Strömungsgeschwindigkeit bzw· Durchflußmenge des Sauerstoffstromes durch das Steuerventil 28 erfolgt.

Zusätzlich erfährt das Verfahren nach der Erfindung durch den Überdruckkeil 57 der Einrichtung 5^ zum Steuern bzw. Kontrollieren des Sauerstoffflusses und -druckes die folgenden Merkmale;

a. Mit Hilfe des Druckfühlers 64- wird der Druck des Sauerstoffstromes im Bereich der Blasformeingänge 20 ermittelt, um ein Drücksignal zu erzeugen.

b. Das Drucksignal wird über die Leitung L^ an den Eingang e^ des Drucküberwachers 66 gelegt. . ·

c. Das an dem Eingang e~ des Drucküberwachers 66 anliegende Drucksignal wird mit einem Druck-Bezugssignal verglichen, welches den angestrebten Druck P_x, des Sauerstoffstromes an den Blasformeinlässen 20 wiedergibt und an dem Eingang e,. des Drucküberwachers 66 anliegt.

d. Ein Ausgangssignal wird von dem Ausgang e des Drucküberwachers 66 an den Flußbegrenzer 62 angelegt und ein Ausgangnsignal wird von dem Ausgang e ^ des Flußbegrenzers 62 an das Steuerventil 20 übermittelt, um das Steuerventil derart einzustellen, daß ein Sauerstofffluß durch das Flußsteuerventil 28 stattfindet, welcher den angestrebten Druck P_x. des Sauerstoff stromes in den Blasformeingängen 20 erzeugt.

Zusätzliche enthält das Verfahren nach der Erfindung noch folgende Schritte:

a. Mit Hilfe einer Sperreinrichtung 70 wird das Ausgangssignal des Ausganges e des DruckÜberwachsrs 66 zu dem Eingang B^ des Flußbegrenzers 62 gesperrt, wenn der Druck des Sauerstoffstrores an den BlasformeingDigen 20 größer ist als der ange-Btrebte Druck P,. des Sauerstoffstromes in diesen Blasformeingängen 20".

Für den Fachmann ergibt sich aus dem vorstehenden, daß die geschilderten Vorteile der Erfindung durch das beschriebene Verfahren und die geschilderte Vorrichtung zum Frischen von schmelzflüssigem Roheisen zu Stahl er»ielt worden sind. Das Verfahren nach der Erfindung arbeitet unterhalb der Schallgeschwindigkeit (Mach 1,0) und in Unterschallbereich bei etwa 0,7 bis 0,8 becogen auf eine Geschwindigkeit von Mach = 1,0. Das Verfahren nach der Erfindung hält die Sauerstoff-

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Strömungsgeschwindigkeit bzw. -durchflußmenge R_x. "während der Blasperiode und insbesondere während der Flußmittel-Eindüsperiode aufrecht, während welcher fein zerteilter Kalk 22 durch die Blasformen 16 in den Ofen eingedüst wird. Außerdem wird der Sauerstoff strom R_x. konstant gehalten, wenn keinerlei Kalkzusatz durch die Blasformen 16 erfolgt. Das Verfahren nach der Erfindung verhindert zeitliche Druckschwankungen bzw. Druckabfälle an den Blasformeingängen 20 insbesondere während des Beginns und des Unterbrechens der Flußmittel-Eindüsung auf einen Druckwert, der unterhalb eines Hindestdruckes P_x, liegt, wodurch das schmelzflüssige Roheisen daran gehindert wird, in die Blasformen 16 einzudringen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Innerhalb des Erfindungsgedankens sind mannigfaltige Abwandlungen bzw. Motivikationen sowohl des beschriebenen Verfahrens als auch der beschriebenen Einrichtung möglich.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Frischen einer Roheisenschmelze durch Einblasen eines ausgewählte Feststoffteilchen in Suspension enthaltenden Gases mit vorbestimmter Durchflußmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit in die Schmelze mit Hilfe· wenigstens einer unterhalb der Schmelzbadoberfläche angeordneten Blasform, die einen Blasformeingang enthält, da-

durch gekennzeichnet , daß das Gas von einer Gasquelle mit über Atmosphärendruck liegendem Druck durch ein geschlossenes Leitungssystem bei vorbestimmter Durchflußmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit zum Frischen der Roheieenschmelze dem Blasformeingang (20) zugeführt wird, daß der Druck des Gases derart aufrecht erhalten wird, daß der Gasdruck am Blasformeingang (20) geringer ist als der Unterschied zwischen dem Druck der Gasquelle und dem Druckabfall des Gases, der sich.aus dem Durchtritt des Gases durch das geschlossene Leitungssystem ergibt, daß die Feststoffteilchen (22) in einer bestimmten Einblasstelle (40) des geschlossenen Leitungssystems in das Gas eingeduet und in dem Gasstrom suspendiert werden, bevor das Gas in den Blasformeingang (20) eintritt, wobei der Druckabfall in dem Gasstrom zwischen der Gasquelle und dem Blasformeingang (20) infolge des Durchtritts des Gases und der suspendierten Teilchen (22) durch das geschlossene Leitungssystem zunimmt, und .daß der Gasdruck vor der Einblasstelle (40) zwecks Ausgleichung des Druckabfalls, der in dem Leitungssystem infolge des Eindüsens und Mitführens der suspendiertes Feststoffteilchen (22) auftritt, derart erhöht wird, daß die vorbestimmte Diirchtrittsmenge bzv/. Strömungageschwindigkeit zu bzw. in dem Blasfonneingang (20) iia

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wesentlichen konstant gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gasquelle einen Druck von bis 18 Atmosphären besitzt und der Druck des Sauerstoffstromes an dem Blasformeingang (20) ua drei bis fünf Atmosphären geringer ist als der Unterschied zwischen dem Druck der Sauerstoffquelle und dem Sauerstoffdruckabfall, welcher eich aus der Zufuhr des Sauerstoffs von der Sauerstoffquelle zu dem Blasformeingang (20) ergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , - daß die Durchflußmenge des Gasstromes vor der Einblasstelle T^-O) zwecks Erzeugung eines Flußsignals ermitteis wird und daß das Flußsignal einem Flußüberwacher (58) zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Flußsignal in dem Flußüberwacher (58) mit einem Fluß-Bezugssignal verglichen wird, welches die angestrebte Durchflußmenge des Sauerstoffstromes wiedergibt und dem Flußuberwacher (56) zugeführt worden ist, daß ein Fluß-Ausgangssignal des Fluß- überwaehere (58) an einen Flußbtgrenzer (62) übermittelt wird und daß ein Flußausgangssignal des Tlußbegrenzers (62) einem Ventil (28) zugeführt wird, um das Ventil (28) derart einzustellen, daß der Durchtritt der angestrebten Gas-Durchflußmenge durch das Ventil (28) erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Druck des Gasstromes im Bereich des Elasformeinganges (20) zwecks Erzeugung eines Drucksignales ermittelt wird und daß das Drucknignal an

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einen Drucküberwacher (66) übermittelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß das Drucksignal in dem Drucküberwacher (66) mit einem Druck-Bezugssignal verglichen wird, welches den angestrebten Druck des Gasstromes in dem Blasformeingang (20) entspricht und an den Druckuberwacher (66) angelegt ist, wobei der angestrebte Druck derart bemessen ist, daß die Eisenschmelze nicht in die Blasform (16) eindringt, daß das Ausgangssignal des Drucküberwachers (66) an den Flußbegrenzer (62) gelegt wird und daß ein Ausgangssignal des Flußbegrensers (62) an ein Ventil (28) angelegt wird, um das Ventil (28) derart einzustellen, daß es eine Durchflußmenge des Sauerstoffstromes gestatet, der den angestrebten Gasdruck in dem Blasformeingäng (2O)₁ erzeugt.

7- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Ausgangssignal des Druck- überwachers (66) zu dem Flußbegrenzer (62) gesperrt wird, wenn der Druck des Gasstromes in dem Blasform eingang (20) größer ist als der in dem Blasformein gäng (20) angestrebte Gasdruck.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchflußmenge des Sauerstoffe vor der Einblasstelle (40) zwecks Erzeugung eines Flußsignals ermittelt wird und daß das Flußsignal an einen Flußüberwacher (58) angelegt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Flußsignal in dem Flußüberwacher (58) mit einem Fluß-Bezußssignal verglichen wird, welches der angestrebten Durchflussmenge des Gauerstoffs

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entspricht und an den Flußüberwacher (58) angelegt ißt, daß ein Ausgangssignal des Flußüberwachers (58) an einen Flußbegrenzer (62) angelegt wird und daß ein Fluß-Ausgangssignal von dem Flußbegrenzer (62) an ein Ventil (28) angelegt wird, um das Ventil derart einzustellen, daß der Durchtritt der angestrebten Sauerstoffmenge durch das Ventil (28) gestattet wird.

10. Einrichtung zum Frischen einer Roheisenschmelze durch Einblasen eines ausgewählte Feststoffteilchen in Suspension enthaltenden Gases mit vorbestininter Durchflußinen ge bzw. Strömungsgeschwindigkeit in die Schmelze mit Hilfe wenigstens einer unterhalb der Schmelzbadoberflache angeordneten Blasform, die einen Blasfonneingang enthält, dadurch gekennzeichnet , daß eine Gasquelle mit über Atmosphärendruck liegendem Druck und eine die Gasquelle mit dem Blasformeingang (20) verbindende Sauerstoff-Hauptspeiseleitung (24) vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Gas dem Blasformeingang (20) zum Frischen der Roheisenschmelze unter vorbestimmter Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge zuführbar ist, daß. Eindäseinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe die suspendierten Feststoffteilchen (22) in dem Gasstrom suspendierbar und in einer bestimmten Einblaestelle (40) in die Sauerstoff-Hauptspeiseleitung (24) eindüsbar sind, bevor der Gasstrom und die darin suspendierten Teilchen in den Blasformeingang (20) eintreten, wobei der Druckabfall in dem Gasstrom zwischen der Gasquelle und dem Blasformeingang (20) infolge des Durchtritts des Gases und der darin suspendierten Teilchen (22) durch die Eindüseinrichtungen und die Sauerstoff-Hauptspeiseleitung (24) erhöht wird, daß in der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung (24) vor der Einbiosstelle (40) eine Fluß-Steuerein-

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richtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Fluß des Gasstromes durch die Sauerstoff-Hauptspeiseleitung (24) ermittelbar ist, daß ein Ventil (28) mit der Fluß-Steuereinrichtung verbunden und vor der Einblasstelle. (40) in die Sauerstoff-Hauptspeiseleitung (24) angeordnet ist, mit deren Hilfe der Fluß des Gasstromes durch die Sauerstoff-Haupt speiseleitung (24) steuerbar ist, und daß das Ventil (28) mit Hilfe der Fluß-Steuereinrichtung derart betätigbar ist, daß die vorbestimmte Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge des Gases und der darin suspendierten Teilchen (22) zu dem Blasformeingang (20) im wesentlichen konstant haltbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß eine Drucksteuereinrichtung (57» 64) vorgesehen ist, die im Bereich des Blasformeinganges (20) mit der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung (24) verbunden ist und zum Bestimmen des Druckes des Gases und der darin suspendierten Teilchen (22) sowie zum Aufrechterhalten einer Mindestdurchflußmenge des Gases von der Gasquelle zum Blasformeingang ([2O) dient, wobei die Mindestdurchflußmenge einen vorbestimmten Gasdruck im Bereich des Blasformeinganges (20) gewährleistet, der das Eindringen von Schmelze (18) in die Blasform (16) verhindert.

12.Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e β η zeichnet , daß die STuß-SteuereinrichtuBg (55) einen Flußfühler (56) besitzt, der mit der Sauerstoff-Hauptspeiseleitung (24) verbunden ist und die Ihirchflußmenge des Gasstromes vor der Einblasstelle (40) zwecks Erzeugung eines 'Flußsignals mißt und daß die Flußsteuereinrichtung (55) einen Flußüberwacher (58) bssitst, dar reit dem Flußfühler (56) verbunden ist und daß von dsm FJ.ußfühler (56) ab&egafcene -FVuJSsigna] aufniisait.

303888/G383 BAD ORfQlNAL

13· Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der in der Flußsteuereinrichtung (55) vorgesehene Flußüberwacher (58) dazu dient, das Flußsignal mit einem Bezugssignal zu vergleich, welches der angestrebten Gasdurchflußinenge entspricht, daß mit dem Flußüberwacher (58) ein Flußbegrenzer (62) verbunden ist und daß mit Hilfe des Flußüberwachers (58) ein Fluß-Ausgangssignal an den Flußbegrenzer (62) legbar ist und daß mit Hilfe des Flußbegrenzers (62) ein Fluß-Ausgangssignal von dem Flußbegrenzer (62) derart an das Ventil (28) legbar ist, daß das Ventil (28) den Durchfluß der angestrebten Flußmenge in Abhängigkeit von dem Gasfluß durch den Flußfühler (56) gestattet.

14-· Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Drucksteuereinrichtung (57) einen Druckfühler (64) besitzt, mit dessen Hilfe der Druck des Gasstromes im Bereich des Blasformeinlasses (20) zwecks Erzeugung eines Drucksignals ermittelbar ist, und daß ein Drucküberwacher (66) vorgesehen ist, der mit dem Druckfühler (64) verbunden ist und zum Empfang des Drucksignalo von dem Lruckfühler (64) dient.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der in der Drucksteuereinrichtung (57) vorgesehene Drucküberwacher (66) dazu dient, das Drucksignal mit einem Bezugs-Drucksignal zu vergleichen, welches dem angestrebten Gasdruck am Blasformeingang (20) entspricht, daß ein Flußbegrenzer (62) mit dem Drucküberwacher (66) verbunden ist und daß der Strömungsbegrenzer (62) dazu dient, ein Ausgangsignal von dem Drucküberwacher (66) zu empfangen, sowie dadurch, daß mit Hilfe des Flußbegrenzers (62) ein Ausgangssignal des Flußbegrenzers derart an das Ventil

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(28) legbar ist, daß das Ventil den Durchfluß- einer den angestrebten Gasdruck am Blasformeingang (20) erzeugenden Gaaraenge gestattet.

16. Einrichtung nach Anspruch IJ?, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuereinrichtung (57) eine zwischen dem Druckübervacher (66) und dem Flußbegrenzer (62) angeordnete Sperreinrichtung (70) besitzt, mit deren Hilfe die Übermittlung des Ausgangssignals von dem Drucküberwccher (66) zu deia Flußbegrenzer (62) verhinderbar ist, wenn der Druck-des Gases an dem Blasformeingarig (20) größer ist als der angestrebte Druck des Gases am Blasformeingang (20).

17. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Blasform (16) eine unterhalb der Badoberfläche angeordnete Boden-Blasforin ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Blasform eine unterhalb der Badoberfläche angeordnete seitliche Blasform ist.

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