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Vorrichtung zum Aufblasen von gas-und/oder dampfförmigen Medien auf das Bad und die Schlacke eines Martin-Ofens
Es sind Verfahren und Einrichtungen zur Verwendung von Sauerstoff bei der Stahlerzeugung im Mar- tin-Ofen bekannt, gemäss welchen der Sauerstoff in die Flamme und auf das Bad gebracht wird, um das
Verfahren der Stahlerzeugung zu beschleunigen. Dabei wird Sauerstoff auf das Bad durch die Decke mit- tels eines Strahlrohres eingeblasen, welches an seinem Ende mit einem Kopfstück versehen ist, welches dem Zweck dient, die Sauerstoffstrahlen in der durch die Strahlrohrachse gehenden Vertikalebene auf das Bad zu richten.
Diese Einrichtungen haben es ermöglicht, Sauerstoff in Martin-Öfen zu verwenden, doch rufen sie gefährliche Wärmekonzentrationen mit starkem Aufwallen hervor, ohne dass es dabei gelingt, die Reaktionsgase in der Atmosphäre des Ofens gänzlich zu verbrennen. Diese Nachteile führen dazu, dass man den Ausstoss und die Produktivität herabsetzen muss, um die Stahlerzeugung nicht mit einer Kostenerhöhung auf Grund des überhöhten Verbrauches von feuerfester Verkleidung, Verlusten an Eisen und unwirksam verbrauchtem Sauerstoff zu belasten.
Insbesondere die Strahlrohre der bekannten Einrichtungen bewirken das Eindringen des Sauerstoffes in das Bad und eine teilweise Entfernung der Schlackenschicht in einer quer zur Strahlrohrachse gelegenen Richtung ; dennoch stellen sie keine schlackenfreie Zone im Bad her, auf welche die Einwirkung des Sauerstoffes entsprechend zur Geltung kommen könnte und erzielen keine regelmässige Bewegung des Ba-
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ze gerichteten Düsen, die in einem Träger so angeordnet sind, dass sie durch eine Vorrichtung im Inneren des Trägers von einer einen spitzen Winkel mit der Vertikalen einschliessenden Lage in eine Lage gebracht werden können, in der diese Achse mit der Vertikalen zusammenfällt.
Durch diese bekannte Ausführung von Düsen zur Zuführung von Sauerstoff auf das Schmelzbad haben die Strahlen nur zwei Komponenten, nämlich eine radiale und eine vertikale.
Der Gegenstand der Erfindung ist nun eine Vorrichtung zum Aufblasen von gas- und/oder dampfför- migen Medien auf das Bad und die Schlacke eines Martin-Ofens mittels Düsen in einem zentralen, gekühlten Düsenkörper, wobei die Achsen von der Zentralachse divergieren, wobei das wesentliche Kennzeichen darin besteht, dass die Düsenachsen sich im Raum kreuzen (windschief angeordnet sind) und dass die Projektion ihrer Achsen auf die Düsenkörperstirnfläche mit dem durch die zugehörige Düsenöffnung in der Düsenkörperstirnfläche gelegten Radius einen spitzen Winkel einschliesst, so dass der Oberfläche des Bades eine rotierende sowie eine translatorische und eine Bewegung von innen nach aussen erteilt wird.
Dadurch wird gegenüber dem Bekannten der wesentliche Vorteil erreicht, dass der Strahl in drei Komponenten auf das Bad zur Einwirkung kommt, nämlich ausser der vertikalen auch durch eine radiale und eine tangentiale Komponente. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Gasstrahlen unter Entfernung der Schlacke auf eine relativ grosse Metallfläche auftreffen, wodurch ohne Wärmekonzentration und mit nur kleinen Sprühungen eine hohe metallurgische Wirkung erzielt wird. Auf diese Weise wird vorteilhaft sowohl der Schlacke als auch dem Metall eine regelmässige, kombinierte Translations- und Rotationsbewegung erteilt, wodurch nicht nur, wie gesagt, die Schlacke entfernt, sondern immer neue Badmassen der Einwirkung des Sauerstoffes usw. ausgesetzt werden.
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Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht noch darin, dass die von einem zentralen Kanal des Düsenkörpers abzweigenden Düsen geknickt sind, um die obengenannten Bedingungen zu erfüllen.
Weiters ist die Erfindung gekennzeichnet dadurch, dass innerhalb des Düsenkranzes noch zusätzliche Düsen vorgesehen sind.
Diese letztere Ausführung hat den Zweck, entweder metallurgisch auf das schlackenfreie Metall einzuwirken oder mechanisch, so dass die übrigbleibenden Sprüh- und Aufwallzonen gebrochen werden.
Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, u. zw. stellt die Fig. l im Längsschnitt einen Martin-Ofen dar, der mit zwei Strahlrohren, welche erfindungsgemäss eingerichtet sind, versehen ist ; Fig. 2 ist ein Längsschnitt des Strahlrohres samt Kopf in vergrössertem Massstab ; Fig. 3 stellt schematisch in vergrössertem Massstab und perspektivischer Sicht einen Strahlkopf, gesehen von der Innenseite des äusseren Rohres, dar.
Gemäss Fig. l sind durch die Ofendecke 1 die beiden rückziehbaren Düsenkörper geführt, deren jede an ihrem Ende mit einem Kopfstück 3 versehen ist, um Sauerstoff auf das Bad 4 zu blasen, welches eine untere Metallschicht 5 und eine obere Schlackenschicht 6 enthält ; die Zufuhr von Sauerstoff zu jedem Strahlrohr bzw. Strahlkopf kann unabhängig durch die Ventile 7 und 8 erfolgen ; in der Darstellung ist der Ofen während des Frischvorganges angenommen, wobei der Brenner 10 in Tätigkeit und der Brenner 11 untätig ist, und die Flamme in der Richtung des Pfeiles 12 verläuft.
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Fig. 2 stelltSauerstoffes zum Kopf 3, mit welchem es durch die Schweissnaht 14 verbunden ist.
Der Kopf 3 ist ebenfalls durch Schweissnaht 15 mit dem Düsenkörper 2 verbunden, dessen Ende durch die Düsenkörperstirnfläche 16 abgeschlossen wird, aus welchem die Düsen 17 und 18 zwecks Durchblasung des Sauerstoffes auf das Bad münden. Der Düsenkörper 2 steht mit seiner Aussenfläche in Berührung mit den heissen Verbrennungsgasen, während diu Innenfläche vom Kühlwasser durchströmt wird, welches durch die Röhren 19 und 20 zufliesst, sodann zwischen dem. Rohr 13 und einem Zwischenrohr 21 durch eine durchbohrte Scheidewand 22 fliesst, um den Kopf 3, die Düsen 17 und 18 sowie die Düsenkörperstirnfläche 16, und sodann den Düsenkörper 2 beim Austritt aus den Rohren 23 und 24 abzukühlen.
Die Durchflussrichtung ist durch die Pfeile 25 angegeben, die Sauerstoffzufuhr durch die Pfeile 26 angedeutet.
In der Darstellung der Fig. 3 ist die Bezifferung die gleiche wie in der vorangehenden Figur ; die Pfeile 27, 27'und 27" zeigen die Richtungen, in denen der durch die Düsen 17 geblasene Sauerstoff auf das Bad auftrifft, wobei er die Schlacken peripher verdrängt und ihnen die bereits erwähnte kombinierte Transport- und Drehbewegung erteilt ; der durch die Düsen 18 geblasene Sauerstcff wirkt auf das blanke
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gruppen zugeführt, wobei seine Zufuhr mittels der Ventile 7 und 8 gemäss der Produktionsstufe, der Richtung der Flamme und den Arbeitsbedingungen des Brenners reguliert wird ; so kann die Höchstwirkung erzielt werden, welche die vollständige Verbrennung der Reaktionsgase einschliesst.
Das am Ende jedes Düsenkörpers angebrachte Düsenstück verteilt durch seine Düsen den Sauerstoff in entsprechendem Verhältnis auf die Atmosphäre des Ofens und auf das Bad, u. zw. : Einen ersten Teil in die Atmosphäre des Ofens und auf die breite äussere Krone des Bades mittels Sauerstoffstrahlen, die auf das Bad dergestalt einwirken, dass sie darin eine kreisend-radiale Bewegung hervorrufen, welche die Schlacken verdrängt, wobei diese Bewegung zum Teil dem Metall mitgeteilt wird ; sodann werden durch das Eindringen, durch die Temperaturgradienten und die Reaktionen im Bad weitere komplexe Bewegungen in senkrechter Richtung hervorgerufen, welche sich mit den oben beschriebenen Bewegungen zu vorteilhaften metallurgischen Effekten vereinigen ;
ein zweiter Teil wird auf eine beschränkte Zone des Bades, welche innerhalb der vorgenannten Zone liegt, durch Sauerstoffstrahlen aufgebracht, welche direkt auf das schlackenfreie Metall metallurgisch und mechanisch dergestalt einwirken, dass sie die Wirkungen des ersten Teiles integrierend ergänzen.
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