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Verfahren zum Einbringen von festen Zusatzstoffen in ein Reaktionsgefäss, in welchem Eisenbäder mittels eines Sauerstoffstrahls gefrischt werden
Es ist bekannt, beim Behandeln von Metallbädern mittels gegen die Oberfläche dieser Bäder gerich- teter Gasstrahlen feste Zusatzstoffe in fein verteilter Form mit Hilfe dieser Gase gegen die Oberfläche des
Metallbades zu blasen, wobei das Gas entweder selbst eine Wirkung auf das Metallbad ausüben kann oder aber nur als Träger für die Feststoffe dient. Es ist weiters bekannt, beim Frischen von kohlenstoffhaltigen
Eisenbädern durch einen gegen die Badoberfläche gerichteten Sauerstoffstrahl Kalk u. a. Zusatzstoffe, wie beispielsweise Eisenoxyde oder Schlackenbildner in Pulverform, mit dem Frischmittel auf oder in das
Eisenbad zu blasen.
Es ist auch bekannt, kohlenstoffhaltige Substanzen dem Bad zugleich mit dem Frisch- mittel oder mit Hilfe von eigenen Düsen zuzuführen. Bei den bekannten Verfahren einer derartigen Zu- führung von Zusatzstoffen in gepulverter Form wird das Trägergas der Lanze unter Druck zugeführt, um die Feststoffe mit einer höheren Geschwindigkeit dem Bad zuzuführen. Da nun die die Düse tragende Lanze auf-und abbeweglich sein muss, damit die Stellung der Düse dem Badstand angepasst werden kann und die Lanze aus dem Frischgefäss herausgezogen werden kann, muss sie mit Schläuchen an die Trägergasleitung angeschlossen werden oder es müssen Gelenkrohre für diesen Anschluss vorgesehen sein.
Die Ein- bringung der staubförmigen Zusatzstoffe in das Trägergas muss vor diesen Verbindungen erfolgen, da diese
Einbringung aus einem unter Druck stehenden Bunker erfolgt, der die für mindestens eine Schmelze erforderliche Menge an Zusatzstoffen enthalten muss und daher schon wegen des Gewichtes ortsfest ausgebildet sein muss. Es hat sich nun herausgestellt, dass die verwendeten Schläuche durch das mit den feinen Zusatzstoffen beladene schnell strömende Trägergas starkem und unregelmässigem Verschleiss ausgesetzt sind, wodurch sie öfters ausgewechselt werden müssen. Da der Verschleiss ein unregelmässiger ist, die Schläuche aber bei der raschen Chargenfolge der Blasprozesse nicht ohne umständliche Massnahmen und Kosten laufend kontrolliert werden können, ergeben sich auch Betriebsstillstände durch unvermutete Brüche.
Die Zuführung durch Gelenkrohre ist umständlich und teuer und es hat sich herausgestellt, dass auch diese Art der Zuführung durch Verschleiss der Gelenkdichtungen und durch Verstopfungen wenig betriebssicher ist.
Wenn die Zuführung der Zusatzstoife durch eine von der das Frischmittel blasenden Lanze getrennte Lanze erfolgt, so verdoppeln sich die Schwierigkeiten.
Es ist weiters bekannt, Kalk in Pulverform oder in kleinstückiger Form durch eine von der das Frischmittel führenden Leitung getrennte, diese Leitung beispielsweise umgebende oder zentral in der Frischmittellei- tung befindliche eigene Leitung in den Frischmittelstrahl bzw. in die Reaktionszone des Frischmittelstrahles mit dem flüssigen Eisen bzw. der Schlacke fallen zu lassen. Wenn diese Zuführung durch ein zentral in der Frischmittelleitung vorgesehenes Rohr erfolgt, so wird der Kalk vom Frischmittelstrahl angesaugt und im Frischmittelstrahl verteilt.
Eine solche drucklose Zuführung ermöglicht es, die Zusatzstoffe mit Hilfe von bekannten beweglichen Fördermitteln, wie beispielsweise Band- oder Plattenförderern, einem am Zuführungsrohr angebrachten Trichter oder Zwischenbunker kontinuierlich oder portionsweise zuzuführen und von die- sem direkt oder mittels bekannter Einführungsvorrichtungen in das Zuführungsrohr selbst eintreten zu lassen, durch welches die Zusatzstotfe dann nach unten in den Frischmittelstrahl fallen. Eine derartige Vorrichtung ist nur für die Zufuhr von solchen Stoffen geeignet, welche nicht mit dem zur Behandlung des Metallbades bestimmten Gas reagieren.
Nicht hingegen eignet sich eine derartige Vorrichtung, ebenso wenig wie alle andern Vorrichtungen, bei denen die Zumischung zu dem für die Behandlung des Metallba -
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des bestimmten Gas schon vor dem Austritt des Gasstrahles aus der Düse erfolgt, für die Zuführung solcher
Stoffe, die mit dem zur Behandlung des Metallbades bestimmten Gas in unerwünschter Weise reagieren, wie insbesondere kohlenstoffhaltige Substanzen, wie beispielsweise Koks oder Kohle, beim Frischen von kohlenstoffhaltigen Metallbändern mit sauerstoffhaltigen Gasen, insbesondere technisch reinem Sauerstoff, weil in diesem Falle ein unerwünschter Abbrand der kohlenstoffhaltigen Substanzen eintritt.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zum Einbringen von festen Zusatzstoffen in ein Re- aktionsgefäss, in welchem kohlenstoffhaltige Eisenbäder mittels wenigstens eines von oben gegen die Bad- oberfläche geführten Sauerstoffstrahles gefrischt werden, und das erfindungsgemässe Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass die Zusatzstoffe senkrecht von oben dem Bad zugeführt werden, wobei das gege- benenfalls zur Förderung der Zusatzstoffe verwendete Trägergas frei von elementarem Sauerstoff und vor- zugsweise stickstofffrei ist, während der Sauerstoff in mehreren Einzelstrahlen oder in einem Ringstrahl im Umkreis um die Zusatzstoffe gegen das Bad geblasen wird, wobei im Falle von Einzelstrahlen die
Strahlachsen bzw.
im Falle eines Ringstrahles die Winkelhalbierende zwischen der inneren und der äusse- ren Erzeugenden desselben von der senkrechten Zentralachse divergieren, u. zw. vorzugsweise um einen
Winkel von mindestens 120 und höchstens 450, insbesondere um einen Winkel von 200. Auf diese Weise wird eine Vermischung der Zusatzstoffe mit dem Sauerstoff des Blasstrahles weitgehend vermieden, wobei trotzdem der Vorteil erreicht wird, dass die Zusatzstoffe in eine heisse Zone der Badoberfläche, nämlich in diejenige Zone gelangen, welche ringsum vom Sauerstoffstrahl beaufschlagt ist. Als Zusatzstoffe können gemäss der Erfindung kohlenstoffhaltige Substanzen, wie Koks oder Elektrodenkohle und/oder Schlakkenbildner, wie Kalk und/oder eisenoxydhaltige Substanzen als Zusatzstoffe verwendet werden.
Diese
Zusatzstoffe können in einer Korngrösse von Staub bis 20 mm, zweckmässig in Korngrösse von 5 bis 10 mm, verwendet werden. Bei der Verwendung von kohlenstoffhaltigen Substanzen als Zusatzstoffe bietet die weitgehende Trennung der Zusatzstoffe vom Sauerstoff auf ihrem Weg zur Badoberfläche den Vorteil, dass der Abbrand auf ein Mindestmass verringert wird, während dadurch, dass die von den Zusatzstoffen beauf- schlagte Zone allseits von der vom Sauerstoff beaufschlagten Zone der Badoberfläche umschlossen ist, die Temperatur in dieser von den Zusatzstoffen beaufschlagten Zone so hoch ist, dass der Kohlenstoff dem Bad wirksam zulegiert wird.
Im Falle der Verwendung von Schlackenbildnern als Zusatzstoffe werden diese in der zentralen Zone, in welcher sie auftreffen, von der Badströmung erfasst und durch die umgebende, vom Sauerstoff beaufschlagte Zone hindurchgeschleusst, so dass auch hier wieder die hohe Temperatur die Schlackenbildung begünstigt. Vor allem aber bietet das erfindungsgemässe Verfahren den Vorteil, dass die gleiche Düse für den Zusatz von kohlenstoffhaltigen Substanzen und für den Zusatz anderer Zusatzstoffe, wie beispielsweise Schlackenbildner, in gleicher Weise verwendet werden kann. Die Erfindung bietet somit die Möglichkeit, dem Bad in verschiedenen Perioden des Prozesses kohlenstoffhaltige Substanzen, Schlackenbildner und/oder eisenoxydhaltige Substanzen als Zusatzstoffe zuzuführen und damit die Prozessführung den jeweiligen Bedingungen anzupassen.
An Hand der Zeichnung wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert.
Die Fig. 1 und 3 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen von Düsen teilweise im Schnitt, wobei Fig. l eine Anordnung von Einzeldüsen und Fig. 3 eine Ringdüse darstellt. Die Fig. 2 und 4 sind die den Fig. 1 und 3 entsprechenden Ansichten von unten.
Gemäss beiden Ausführungsformen nachFig. 1 -4 ist über der Badoberfläche 1 ein Düsenkörper 2 vorgesehen. Die Düsenbohrungen 3 der Randdüsen 4 sind unter einem Winkel Cl. gegenüber der Senkrechten so angeordnet, dass die Strahlen 5 schräg nach aussen gegen die Badoberfläche gerichtet sind. Die zentrale Bohrung 6 der Düse 7 ist senkrecht auf die Badoberfläche 1 gerichtet. Der Düsenkörper 2 umschliesst einen Kühlwasserraum 11, so dass die Düsen 4 und 7 allseits von Kühlwasser umgeben sind. Durch die Düsenöffnungen 5 tritt der zum Frischen des Eisenbades verwendete Sauerstoffstrahl aus, während durch die zentrale Düse 6 die Zusatzstoffe dem Bad 1 zugeführt werden.
Diese Zusatzstoffe werden zweckmässig mittels eines von freiem Sauerstoff freien und vorzugsweise auch stickstofffreien Gases gefördert. Als Zusatzstoffe kommen Koks, Elektrodenkohle, Kalk sowie andere Flussmittel und eisenoxydhaltige Substanzen in Betracht. Dadurch, dass erfindungsgemäss die Zusatzstoffe senkrecht von oben dem Bad zugeführt werden, während der Sauerstoff von der Senkrechten unter dem Winkel Cl. nach aussen divergierend im Umkreis um die Zusatzstoffe gegen das Bad geblasen wird, wird erreicht, dass die Zusatzstoffe vor der Wirkung des Sauerstoffes im wesentlichen geschützt sind. Der Winkel a zwischen der Richtung der Düsenöffnung 6 und den Düsenöffnungen 5 beträgt mindestens 12 und höchstens 450, zweckmässig ungefähr 200.
In der Ausführungsform gemäss den Fig. 3 und 4 sind keine Einzeldüsen vorgesehen, sondern es sind die Düsenöffnungen in Form von Ringdüsen ausgebildet. Im übrigen entsprechen die einzelnen Bezugszeichen in den Fig. i und 2 denjenigen in den Fig. 3 und 4.