DE7928208U1

DE7928208U1 - Vorrichtung zur durchfuehrung metallurgischer reaktionen in einer pfanne

Info

Publication number: DE7928208U1
Application number: DE19797928208U
Authority: DE
Original assignee: THYSSEN AG VORM AUGUST THYSSEN HUETTE 4100 DUISBURG
Current assignee: THYSSEN AG VORM AUGUST THYSSEN HUETTE 4100 DUISBURG
Priority date: 1979-10-04
Filing date: 1979-10-04
Publication date: 1980-01-03
Also published as: ZA805867B; JPS6238405B2; JPS5696008A; US4309025A

Description

Anm. : Thyssen Aktiengesellschaft, vorm. August Thyssen-Hütte 4100 Duisburg

Vorrichtung zur Durchführung metallurgischer Reaktionen in einer Pfanne

Bei der Behandlung von Schmelzen in der offenen Pfanne durch Einblasen von Reaktionsstoffen mittels Inertgas oder insbesondere durch Einbringen gasabspaltender Mittel in die Schmelze, wie z.B. beiir. Entschwefeln von Roheisen, besteht die Gefahr, daß die Schmelze infolge der durch die eingebrachten Mittel hervorgerufenen heftigen Reaktionen und der damit zusammenhängenden Volumenzunähme über den Pfannenrand aufwallt oder aber ein Verspritzen der Schmelze bzw. der auf der Badoberfläche befindlichen Schlacke erfolgt.

s Eine Erhöhun9 der Pfannenwand ist aus baulichen Gründen

oft nicht möglich. Eine Verminderung des Pfanneninhalts führt zur Verringerung der Durchsatzleistung der Anlage und der Produktionsleistung des ganzen Stahlwerkes. Ferner kann bei geringer Tiefe des Stahlbades der Ausnutzungsgrad des eingesetzten Reaktionsmittels erheblich verschlechtert werden.

Ferner ist aus der DE-AS 2 051 406 eine Vorrichtung zur Durchführung metallurgischer Reaktionen bekannt, die aus einer Pfanne und einem auf den Rand der Pfanne aufsetz-

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baren Deckel besteht. Über einen porösen Stein im Boden der Pfanne kann Argon von unten in das Schmelzbad eingeleitet werden. Von Nachteil ist bei dieser Vorrichtung, daß das Aufsetzen des Deckels, der zum Abschlakken der Schmelze von der Pfanne abgenommen werden muß, wegen des Verbärens des Pfannenrandes problematisch ist. Ferner ist kein Schutz gegen das beschriebene überwallen der Schmelze oder das überspritzen von Schlacke und §

Schmelze vorgesehen. Der auf den Pfannenrand aufgesetzte Teckel gewährleistet keine ausreichende Abdichtung. Endlich ist von Nachteil, daß über den Stutzen praktisch ausschließlich die heißen Reaktionsgase abgesaugt werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung metallurgischer Reaktionen unter Atmosphärendruck, insbesondere zur Entschwefelung von Roheisen, in einer Pfanne, die mit einem Deckel abgedeckt ist, der eine öffnung zum Einbringen von Reaktionsstoffen in die Schmelze sowie einen Stutzen zum Absaugen der entstehenden Reaktionsgase aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Durchführung metallurgischer Reaktionen in einer Pfanne an-

f- zugeben, mittels der sowohl das Absaugen der entstehenden

* Gase und Dämpfe ermöglicht als auch ein Spritzen und überwallen des Pfanneninhalts über deren Ränder verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindangsgemäß dadurch gelöst, daß der Rand des Deckels den Rand der Pfanne unter Bildung eines Ringspaltes übergreift und daß in der Pfanne ein unten und oben offener Kragen eingesetzt ist, der unter Bildung von Durchlässen für Umgebungsluft am Deckel be-

festigt ist und dessen unterer Rand unterhalb des Schmelzbadspiegels und dessen oberer Rand oberhalb des Randes der Pfanne angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Durchführung von Reaktionen in der offenen Pfanne, bei denen sowohl Reaktionsgase abgesaugt werden müssen als auch die Gefahr des Verspritzens von Schlacke und Schmelze während der Reaktion besteht. Insbesondere bei der Entschwefelung von Roheisen hat sich die Vorrichtung bewährt. Obwohl beim reaktionsbedingten Aufspalten der

'-/ üblichen Entschwefelungsmittel eine erhebliche Gasmenge

frei wird, wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Überwallen von Schmelze bei normaler Pfannenfüllung durch den eingesetzten Kragen vermieden. Die durch die Reaktion in der Schmelze entstehenden Turbulenzen und das Aufwallen der Schmelzbadoberfläche sind im wesentlichen auf den Bereich innerhalb des Kragens beschränkt, so daß ein Überspritzen von Schmelze über die Pfannenränder sicher vermieden wird. Aus diesem Grunde ist die Größe des Freibordes über der Schmelze nicht kritisch. Das Pfannenvolumen kann also optimal ausgenutzt werden. Auch iot ein eventuelles Verbären des Pfannenrandes

/^v. beim Abschlacken der Schmelze unproblematisch, da Deckel

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und Pfannenrand keine Abschmirmaufgaben wie bei der bekannten Vorrichtung zu erfüllen haben. Von Vorteil ist ferner, daß über den Ringspalt von Deckel und Pfannenrand Umgebungsluft angesaugt werden kann, die für die Kühlung bzw, für die eventuell erforderliche Nachverbrennung der entstehenden Dämpfe in vorteilhafter Weise Verwendung findet.

Weiterhin ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, mit hohen Einblasgeschwindigkeiten und großen Einblasraten zu arbeiten. Die hierdurch erreichte bessere Vermischung von Schmelz- und Reaktionsmittel führt zu erheblich besserer Ausnutzung des zugegebenen Reaktionsmittels. Schließlich wirkt sich der schnellere Durchsatz der Schmelze auch auf die Temperaturverluste günstig aus.

Die Größe des Kragens ist auf den Durchmesser der Pfanne abzustimmen. Er ist derart zu bemessen, daß die infolge der in der Schmelze ablaufenden metallurgischen Reaktion entstehenden Turbulenzen der Badoberfläche innerhalb des durch den Kragen begrenzten Raumes liegen. Er wird in der Regel 60 bis 80 % der Schmelzbadoberfläche diufassen.

Der Kragen ist in der Regel aus Stahlblech gefertigt und zumindest im unteren Rand, der in die Schmelze eintaucht, vorzugsweise auf seiner gesamten Innenseite, mit Feuerfestmaterial ummantelt. Verwendung findet vor allem Feuerfestmaterial, das schlackenabweisend ist, so daß ein Anhaften von Schlacke am Kragen und die damit verbundene Gewichtsvergrößerung des Kragens vermieden werden.

Der Kragen kann verschiedene Formen haben. In seiner einfachsten Ausführung ist er rohrförmig. Er kann aber auch trichterförmig ausgebildet sein, wobei die Trichterspitze nach oben weist.

Der Kragen kann starr, z.B. mittels Streben, am Deckel befestigt sein. Um den Kragen in die Schmelze einzutauchen, wird in diesem Fall der Deckel höhenverstellbar

ausgebildet. Ferner ist es möglich, die Halteorgane für j-

den Kragen längsveränderbar auszubilden, z.B. als Seil- '■■

zug oder Hydraulikorgan. In diesem Fall wird der Kragen j bei feststehendem Deckel in das Schmelzbad abgesenkt.

Sofern zum Einbringen von Reaktionsmittel eine Blaslanze verwendet werden soll, ist die Öffnung in dem Bereich des Deckels angeordnet, der über den von dem Kragen j umschlossenen Bereich der Schmelzbadoberfläche liegt. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist das Einführen der Blaslanze besonders leicht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Über einer offenen Pfanne 1, die bis nahe am oberen Rand 2 mit einer Schmelze 3 gefüllt ist, ist ein trichterförmiger Deckel 4 angeordnet. Der Deckel 4 übergreift mit seinem Rand 5 den Rand 2 der Pfanne 1 derart, daß ein Ringspalt 6 zwischen den Rändern 2, 5 der Pfanne 1 und des Deckels 4 verbleibt. An der Spitze des trichterförmigen Deckels 4 ist ein Absaugstutzen 7 angesetzt.

In der Pfanne 1 ist ein Kragen 8 in Form eines Zylinders derart eingesetzt, daß dessen unterer Rand 9 unterhalb des Schmelzbad-Sollspiegels 10 und dessen oberer Rand 11 oberhalb des Randes 2 der Pfanne 1 liegen. Der Kragen 8 ist im mittleren Bereich der Pfanne 1 angeordnet, so daß ein Ringspalt 12 zwischen der Wandung der Pfanne 1 und dem Kragen 8 verbleibt. Der Kragen selbst besieht aus Stahlblech und ist im unteren,in das Schmelzbad 3 eintauchenden Bereich mit Feuerfest-

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material 13 ummantelt. Mittels einzelner Streben 14 ist der Kragen 8 am Deckel 4 befestigt. Der obere Rand 11 des Kragens 3 bildet also mit dem Deckel 4 im Bereich der Streben 14 Dur eh. tr i tts Öffnungen für die über den Ringspalt 6 angesaugte ümgebungsluft.

Im Deckel 4, oberhalb des vom Kragen 8 umschlossenen Bereichs der Schmelzbadoberfläche, ist eine Öffnung «5 vorgesehen, durch die eine Blaslanze 16 zum Einbringen von Reaktionsmittel eingeführt ist.

Wie die Zeichnung zeigt, bewirkt das über die Blaslanze eingebrachte Reaktionsmittel ein Aufwallen des Schmelzbades nur im vom Kragen 8 umschlossenen Bereich. Außerhalb dieses Bereichs im Ringspalt 12 dagegen ist die Schmelzbadoberfläche ruhig. Die Gefahr des Überwallens der Schmelze über den Rand 2 der Pfanne 1 besteht demnach nicht. Die freiwerdende Gasmenge gelangt aus dem Kragen 8 direkt in den Absaugstutzen 7, unter Vermischung mit der über den Ringspalt 6 und die Durchtrittsöffnungen im Bereich der Streben 14 angesaugte Umgebungsluft.

Claims

PATENTAN WALTSBURO

SCHUMANNSTR. 97 - D-4000 DÜSSELDORF

Telefon: (0211) 683346 Telex: 08586513 cop d

PATENTANWÄLTE: DIpL-lng. W. COHAUSZ ■ DipL-Ing. (L KNAUF · Dr.-Ing, DipL-Wirtsch.-lng. A. GERBER · DipUng. H. B. COHAUSZ

3. Oktober 1969

Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchführung metallurgischer Reaktionen unter Atmosphärendruck, insbesondere zur Entschwefelung von Roheisen, in einer Pfanne, die mit einem Deckel abgedeckt ist, der eine öffnung zum Einbringen von Reak-(J tionsstoffen in die Schmelz sowie einen Stutzen zum

Absaugen der entstehenden Reaktionsgase aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (5) des Deckels (4) den Rand (2) der Pfanne (1), unter Bildung eines Ringspaltes (6), übergreift und daß in der Pfanne (1) ein unten und oben offener Kr&gen (8) eingesetzt ist, der unter Bildung von Durchlässen für Umgebungsluft am Deckel (4) befestigt ist und dessen unterer Rand (9) unterhalb des Schmelzbad-Sollspiegels (10) und dessen oberer Rand (11) oberhalb des Randes (2) der Pfanne (1) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadu rch gekennzeichnet , daß der Kragen (8) rohr- oder trichterförmig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (8) zumindest an seinem unteren Rand (9) mit Feuerfestmaterial ummantelt ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß äer Kragen (8) mittels Streben (14) am Deckel (4) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (8) mittels längenveränderbarer Halteorgane am Deckel (4) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (15) in dem Bereich des Deckels (4) angeordnet ist, der über dem vom Kragen (8) umschlossenen Bereich der Schmelzbadoberfläche lieat.