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Verfahren und Vorrichtung zum Beschicken von metallurgischen Gefässen, insbesondere Konverter, mit körnigen bzw. pulverförmigen
Zuschlagstoffen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und die zur Ausübung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung zum Beschicken von metallurgischen Gefässen, insbesondere Konverter, mit körnigen bzw. pulverförmigen Zuschlagstoffen, insbesondere Kalk, die während des Frischens durch die Sauerstoffblaslanze in Zeitabschnitten unter erhöhtem pneumatischem Druck in das Schmelzbad gebracht werden.
Nach einem bekannten Verfahren (österr. Patentschrift Nr. 207396) geschieht das Einbringen der Zuschlagstoffe durch die Blaslanze derart, dass diese aus der Blasstellung in die nächste Nähe der Schmelzbadoberfläche gebracht wird, wonach das Kalkpulver unter höherem Druck als der Blassauerstoff auf die Schlackenschicht geblasen wird. An und für sich hat sich das Einbringen des Kalkstaubes gemäss dem sogenannten LDAC-Verfahren bewährt. Jedoch gelangt nur das anfänglich eingeblasene Pulver in eine besonders innige Berührung mit der Schmelze, so dass im weiteren eine unerwünschte, dicke Schlackenschicht erzeugt wird, deren wachsende Dicke auch dem unter hohem Druck zugeführten Pulver entgegensteht. In diesem Falle erweist sich die Zuführungsweise als ungünstig.
Die Praxis lehrt auch, dass die Schläuche und Rohrleitungen, durch welche Sauerstoff und Kalk unter hohem Druck geleitet werden, unerwünscht geringe Haltbarkeit aufweisen. Auch macht die Zuteilung des Kalkstaubes in das Rohrsystem hinein einige Schwierigkeiten. Für die Kalkstaubeinspeisung ist ein nicht unbeträchtlicher Aufwand erforderlich, der die Anlage verteuert. Die umfangreiche Anlage bedarf einer ständigen Wartung.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Zuführen der körnigen bzw. pulverförmigen Zuschlagstoffe wirkungsvoller und trotzdem unter Anwendung von einfacheren Mitteln vorzunehmen.
Gemäss der Erfindung werden Kalkstaub oder sonstige Zuschlagmittel nicht kontinuierlich wie bisher mit dem Sauerstoffstrom eingeblasen, vielmehr wird der feinkörnige Zuschlagstoff in kleinen, nicht mehr als ein Zehntel der Gesamtmenge betragenden Portionen und in rascher Folge hintereinander mit so gro- sser Geschwindigkeit eingeschossen, dass die Portionen durch die Schlackenschicht hindurch in das Bad eindringen. Insbesondere wird der Zuschlagstoff pneumatisch in das Bad intermittierend mit grosser Geschwindigkeit eingeschossen. Der feinkörnige Zuschlagstoff bildet also nicht mit dem pneumatischen Mittel eine Suspension, vielmehr gewissermassen einen Pfropfen in der Leitung, der mit erheblichem Überdruck stark beschleunigt herausgeschossen wird.
Bei geeigneter Ausbildung und entsprechender Geschwindigkeit kann der Pfropfen durch die Schlackenschicht hindurch in das Bad hineingeschossen werden. Trotz der Feinkörnigkeit des einzuschiessenden Materials bildet dieses ein annähernd einheitliches Stück, so dass das Gut teilweise als Massengut und teilweise als Stückgut wirkt.
Die Portionen des Zuschlagstoffes können gegenüber der insgesamt einzubringenden Menge klein sein.
Sie werden im Durchschnitt nur einige Prozente oder sogar einige Promille betragen, bleiben aber auf jeden Fall unter 10% der Gesamtmenge. Die rasche Folge wird dadurch erzielt, dass das Treibgas mit erheblichem Überdruck in die Rohrleitung eingeführt wird und daher dem Gutpfropfen eine Beschleunigung
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erteilt, die über die Erdbeschleunigung (freier Fall) hinausgeht. Das Pulver wird also nicht eingestreut, wobei es zum grössten Teil auf der Schlacke liegen bleibt oder hochgewirbelt werden würde, sondern eingeschossen.
Man erhält so die Gewähr, dass das feinkörnige oder pulverförmige Gut auch tatsächlich bis in das Bad gelangt und dass, wenn es sich um Kalkstaub für ein phosphorreiches Roheisen handelt, der Kalkstaub in der Tat auch mit dem Phosphor weitestgehend ausreagiert.
Nach einer weiteren Verbesserung der Erfindung lassen sich die beschriebenen Vorteile dadurch noch weiter verstärken, dass den Zuschlagstoffportionen auf ihrem Weg zum Konverter mehrere Beschleunigungsstösse durch das Druckmittel zugeführt werden. Auf diese Weise lässt sich auch die Badbewegung nach Richtung und Intensität beeinflussen. Der als Treibgas verwendete Saueistoff kann höher komprimiert sein als der zum Frischen durch die Lanze geführte. Dabei ist es zweckmässig, den einzuschiessenden Pfropfen durch einen ersten Beschleunigungsstoss auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu bringen und dann durch einen oder weitere Stösse die gewünschte Endgeschwindigkeit herbeizuführen.
Nach einem zusätzlichen Merkmal des Verfahrens wird die Bildung der einzelnen Pfropfen derart vorgenommen, dass die Portionen der Zuschlagstoffe, die intermittierend eingeblasen werden, durch die Sauerstoffimpulse aus einer stehenden, absatzweise nach unten rutschenden Gutsäule abgeteilt werden.
Die Grösse der Portionen ist stets dieselbe und das Abteilen erfolgt automatisch ohne Abhängigkeit vom Einschiessen, d. h. allein der Zeitpunkt des Auslösens des Druckmittelimpulses ist festzulegen. Für diesen Zeitpunkt liegt stets die bereits abgeteilte Portion bereit. Von Vorteil ist auch die Unterdruckwelle, die hinter einem Pfropfen hereilt, so dass dadurch das Absacken der Gutsäule begünstigt wird.
Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist nach der Erfindung besonders einfach ausgebildet.
Sie ist so gestaltet, dass neben der Sauerstofflanze ein besonderes Einschussrohr für die Zuschlagstoffe angeordnet ist. Das Einschiessen kann somit während des Sauerstoffblasens oder in der übrigen Zeit erfolgen.
Von Wichtigkeit ist dabei, dass das Einschussrohr weniger der Hitze des Schmelzbades ausgesetzt ist. Die Intensität des Schmelzbades ist gleichermassen beeinflussbar wie dessen Bewegung, wenn je nach dem vorgesehenen Sauerstoffdruck nacheinander oder gleichzeitig die Portionen eingeschossen werden. Es genügt also eine Zuteilvorrichtung an einem Einschussrohr, um den gewünschten Effekt mit Sicherheit zu bewirken. Unabhängig vom Sauerstoffblasen kann das Einschiessen der Portionen vorgenommen werden.
Dies kommt insbesondere günstig so zur Geltung, dass die Schlackenschicht in aufgeteilten Stücken einer intensiveren Reaktion zuführbar wird. Zum Durchmischen, Teilen der Schlackenschicht, zum tiefen Eindringen in das Bad eignet sich also dieses Einschiessverfahren vorzüglich.
Damit das Frischgefäss, z. B. ein Konverter oder ein Tiegel, gekippt werden kann, muss die Einschussvorrichtung bzw. das Einschussrohr in ähnlicher Weise heb-und senkbar gemacht werden wie die Sauerstofflanze. Nach der Erfindung sind hiefür Anschläge, Schaltkontakte oder ähnliche selbsttätige Mittel für eine schaltbare Kupplung zwischen Lanze und Einschussrohr angeordnet, mittels welcher abschnittweise die Bewegung der Lanze auf das Einschussrohr übertragbar ist. Praktisch sind zu diesem Zweck elektromagnetisch gesteuerte Klammern, mechanische Verriegelungen od. dgl. nützlich, wobei dann durch Kontakte, welche im Hubweg liegen, andere Kontakte an der Hubvorrichtung oder an einem Kopierwerk und die Verbindung zwischen beiden Einheiten wieder gelöst werden, noch bevor die Lanze ihre Endstellung erreicht hat.
Das Einschussrohr wird im allgemeinen nicht so tief in den Konverter eingeführt wie die Lanze und braucht infolgedessen auch keinen so grossen Hubweg auszuführen wie diese. Durch eine bekannte Haltevorrichtung wird das Einschussrohr in seiner Endlage fixiert.
Eine weitere, zusätzliche Verbesserung der Erfindung ergibt sich daraus, dass um die Sauerstofflanze herum mehrere Einschussrohre für Zuschlagstoffe angeordnet sind. Für grosse Mengen von Zuschlagstoffen stellt dies eine leistungsgerechte Lösung dar. Einmal ist dadurch trotz Anwendung kleiner Portionen das Einschiessen grosser Mengen in kurzer Zeit durchführbar, zum andern kann durch zeitweises Bevorzugen des einen oder andern Zuleitungsstranges die Durchmischung und-wirbelung im Bad beeinflusst werden.
Die verschiedenen Einschussrohre werden am besten sternförmig um die Sauerstofflanze herum angeordnet.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist vorgesehen, dass um ein Einschussrohr herum mehrere Zuteilvotrichtungen angeordnet sind. In dem Einschussrohr folgen dann die einzelnen Portionen schneller aufeinander als in den einzelnen Rohren bei einer Anordnung einer Mehrzahl von Rohren.
Es kann sich als zweckmässig erweisen, z. B. um den Druck nicht zu hoch werden zu lassen, die Beschleunigung der einzubringenden Portionen (Pfropfen) in mehreren Stufen durchzuführen. Durch den ersten Beschleunigungsstoss soll der Pfropfen zunächst auf eine bestimmte Geschwindigkeit gebracht werden und dann soll durch einen weiteren Stoss die gewünschte Endgeschwindigkeit erzielt werden. Zu diesem
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Zweck werden dann in die Leitung für den Zuschlagstoff hintereinander mehrere Zuleitungen für das Treibgas eingeführt. Dieses weitere Merkmal der Erfindung, nämlich dass in ein Einschussrohr für Zuschlagstoffe mehrere Leitungen für das Druckmittel nacheinander einmünden, stellt eine Voraussetzung dafür dar, je nach Belieben so tief wie möglich die Zuschlagstoffe in das flüssige Metallbad einbringen zu können.
Eine zusätzliche Verbesserung der erfindungsgemässen Anordnung ergibt sich dann, wenn man das besondere Einschussrohr in die Lanze selbst einmünden lässt. Dadurch erzielt man eine weitere Vereinfachung der Vorrichtung, weil nicht mehr zwei getrennte Einrichtungen, nämlich die Lanze und das Einschussrohr, mittels einer zusätzlichen Kuppelvorrichtung so verbunden sein müssen, dass beide gleichzeitig heb-und senkbar sind.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Zuteilkammer für die Zuschlagstoffe mit ihrem schräg liegenden Kammerunterteil, dem Druckventil bzw. den Ventilen und der Klappe über einen Krümmer mit der Lanze verbunden. Nunmehr kann der Zuschlagstoff in einer Gutsäule über der Einschussleitung angeordnet sein, so dass beim Öffnen des Ventils für das Treibgas der untere Teil der Gutsäule, welcher sich in der Leitung befindet, unter der im übrigen stehenbleibenden Gutsäule herausgeschossen wird, worauf der Zustrom des Treibgases wieder abgestellt wird und die Gutsäule absinkt, so dass unter Wiederholung des Arbeitsspieles ein neuer Treibgasstoss auf den inzwischen wieder aufgefüllten unteren Teil der Gutsäule gerichtet werden kann.
Statt den Zustrom für das Treibgas zu öffnen und zu schliessen, besteht die Möglichkeit, ein rotierendes Ventil, einen Schieber od. dgl. zu benutzen, der rhythmisch in bestimmten Zeitabständen den Zustrom öffnet und schliesst. Dabei gelangen die einzelnen Portionen stets in den Frischmittelstrom und werden so intensiv mit der Schmelze in Berührung gebracht.
Schliesslich ist es ein erfinderisches Merkmal, dass ein Kammerseitenteil an der gekrümmt ausgebildeten Zuteilkammer mit ihrem Druckventil und der Klappe oberhalb der Lanze in Lanzenlängsrichtung angeordnet ist, wobei das Sauerstoffzuleitungsrohr über einen Bogen in die Lanze einmündet. Auch hier ist eine einzige Einheit gebildet und sowohl das Merkmal der nachrutschenden Gutsäule sowie der aufeinanderfolgenden Beschleunigungsstösse ist enthalten, worauf sich ergibt, dass eine leistungsfähige, betriebssichere Einschussvorrichtung gebildet ist.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt : Fig. 1 zeigt die Gesamtanlage im Schnitt, wobei Konverter und Konverterabzug verkleinert dargestellt sind, Fig. 2 zeigt eine Einrichtung in ähnlicher Darstellung, bei welcher dem Gutpfropfen zwei Beschleunigungsstösse erteilt werden. Fig. 3 gibt eine Einrichtung mit Zuteilung des Gutes im senkrechten Rohr wieder. Fig. 4 zeigt in Draufsicht eine Anlage mit mehreren Zuteilvorrichtungen und gemeinsamem Einschussrohr. Fig. 5 zeigt eine Ansicht einer Beschickungsvorrichtung in der Durchführung durch einen Konverterabzug mit Teilschnitt eines Konverters. Fig. 6 zeigt eine Ansicht einer andern Beschickungsvorrichtung und Fig. 7 eine Ansicht einer weiteren Beschickungsvorrichtung.
Nach Fig. 1 wird der Konverter 1 mit dem Bad 2 durch eine Lanze 3 mit Sauerstoff beschickt. Die Abgase werden durch den Kamin 4 fortgeführt. Neben der Lanze 3 befindet sich das Einschussrohr 5, durch welches staubförmiger oder feinkörniger Kalk portionsweise eingeschossen wird.
Dieser Kalk wird im Vorratsbehälter 6 aufbewahrt und gelangt über eine flexible oder teleskopartig zusammenschiebbare Leitung, im vorliegenden Fall die Schlauchleitung 7, in eine Zuteilkammer 8, die in den schräg abfallenden Teil 5a des Einschussrohres 5 mündet. Eine steuerbare Klappe 9 hält das Material zusammen. Durch eine Leitung 10 kann ein Druckmittel, Treibgas, z. B. unter Druck stehender Sauerstoff, über das Ventil 11 in den unteren Teil der Zuteilkammer 8 eingeblasen werden, wobei zugleich die Klappe 9 geöffnet wird.
Die beiden Steuerorgane 11 und 9 können gemeinsam oder in Abhängigkeit voneinander gesteuert werden. In vielen Fällen wird es genügen, wenn die Klappe 9 durch eine Feder geschlossen wird.
Sobald durch das Ventil 11 Treibgas in den unteren Teil der Kammer 8 hineingelassen wird, schiebt das Treibgas das in der Rohrleitung 5a befindliche Material vor sich her in den senkrechten Teil des Einschussrohres 5. Es wird nur ein kurzer Druckstoss gegeben, das Ventil 11 schliesst sich alsbald wieder, aus der Kammer 8 gelangt weiteres Material nach unten in die Rohrleitung und damit kann das Arbeitsspiel wiederholt werden.
In die Kammer 8 rutscht das Material ständig aus dem Vorratsbehälter 6 nach. Bietet die Gutsäule aus den Teilen 6,7, 8 nicht genügend Widerstand gegen den Druck aus der Leitung 10 oder will man das Nachrutschen der Gutsäule beschleunigen, so wird zweckmässig im Vorratsbehälter 6 ein gewisser Überdruck geschaffen, z. B. dadurch, dass eine Abzweigung der Leitung 10 in diesen Behälter mündet. Der Vorratsbehälter wird durch eine der bekannten Schleusenvorrichtungen gefüllt.
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Bei der Einrichtung nach Fig. 2, die im übrigen derjenigen nach Fig. 1 gleicht, ist ein weiteres Ventil 15 vorgesehen, durch welches Treibgas aus der Leitung 16 hinter den jeweils an der Einführungsstelle 17 vorbeigekommenen Pfropfen 18 eingeleitet werden kann. Der Pfropfen erhält also sowohl aus der Leitung 10 über das Ventil 11 als auch aus der Leitung 16 über das Ventil 15 Beschleunigungsstösse, so dass die Einschussgeschwindigkeit sehr hoch gewählt werden kann. Damit können auch verhältnismässig starke oder zähe Schlackendecken durchstossen werden.
Nach Fig. 3 kann man die Zuteilung statt in ein schräges auch in ein senkrechtes Rohr vornehmen.
Die Kammer 8a ist in diesem Falle beispielsweise gekrümmt oder schräg zum Einschussrohr angeordnet. Das Herunterfallen des Gutes wird durch die Klappe 9 gehindert. Im übrigen ist die Einrichtung im wesentlichen wie nach Fig. 1 aufgebaut.
Will man in sehr schneller Folge kleine Portionen einschiessen, so ist es zweckmässig, mehrere Zuteilvorrichtungen 8-11 vorzusehen, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Diese Zuteilvorrichtungen können entweder in ein gemeinsames Einschussrohr 5 einmünden, oder es kann jede Vorrichtung mit einem getrennten Einschussrohr versehen werden. Im letzteren Falle werden die Einrichtungen sternförmig um die Lanze 3 herum angeordnet.
Wenngleich die Erfindung in erster Linie für Frischgefässe bzw. Tiegel bestimmt ist, bei denen mit einer Lanze von oben auf oder in das Bad geblasen wird, so ist doch die Anwendung der Erfindung nicht auf diese Frischgefässe beschränkt. Es können auch von unten mit Sauerstoff oder Stickstoff geblasene Konverter in der neuen Art mit Zuschlagstoffen, insbesondere Kalk, beschickt werden.
Ferner ist die Erfindung auch für rotierende Frischöfen oder andere metallurgische Öfen mit Erfolg verwendbar, bei denen Kalk oder Zusatzstoffe in das flüssige Bad hineingegeben werden müssen.
In abgewandelter Form ist die erfindungsgemässe Vorrichtung in den Fig. 5 - 7 dargestellt.
Gemäss Fig. 5 wird ein Konverter 1 für die Frischbehandlung seines Schmelzinhaltes über eine Lanze 3 mit Sauerstoff beaufschlagt. Die sich bildenden Abgase werden aus dem Konverter durch einen Abzug 4 abgeleitet, wobei durch diesen die Lanze 3 innerhalb eines abgedichteten Aufsatzes 4a durchgeführt wird.
Die Einbringung von staubförmigem oder feinkörnigem Kalk in das Schmelzbad erfolgt durch einen Anschlusskrümmer 3a, der an das Sauerstoffrohr 3s der Lanze angeschlossen, z. B. eingeschweisst, ist. Der Kalk wird über eine Schlauchleitung 7 in eine Zuteilkammer 8 eingebracht, deren schrägliegender Unterteil 8u mit dem Krümmer durch eine steuerbare Klappe 9 verschlossen ist, die auch einen Zutritt von Sauerstoff aus der Lanze 3 zu unterbinden vermag.
Der unter Druck stehende Sauerstoff als Treibmittel wird über die Druckleitung 10 einem Ventil 11 zugeführt. Bei geöffnetem Ventil 11 wird die im unteren Schrägteil 8u der Kammer 8 befindliche Kalkmenge als Einzelportion in Form eines Pfropfens durch einen kurzen Sauerstoff-Druckstoss bei sich gleichzeitig öffnender Klappe 9 über den Krümmer 3a und das Lanzenrohr 3 in die nicht dargestellte Schmelze eingeschossen. Das Arbeitsspiel von Kalkauffüllung im Kammerunterteil 8u und Einschiessung in die Schmelze kann sich wunschgemäss mit kurzem oder längerem Zeitabstand wiederholen.
In Fig. 6 ist noch ein weiteres Ventil 15 mit seiner Druckleitung 16 für Sauerstoff an dem Krümmer 3a vorgesehen, bei sonst gleicher Ausführungs- und Wirkungsweise, wie nach Fig. 5 beschrieben. Über das Ventil 15 kann der Kalkpfropfen nach dem Verlassen der Kammereinrichtung 8 und nach der Schliessung der Klappe 9 einen zusätzlichen Sauerstoff-Druckstoss zur Erhöhung seiner Beschleunigung erhalten.
Die Ausführung der Vorrichtung nach Fig. 7 sieht statt des schrägliegenden Kammerunterteils 8u einen in Lanzenlängsrichtung senkrecht angeordneten Kammerseitenteil 8s der mit einem Krümmer ausgebildeten Zuteilkammer 8a und ein oberhalb des Kammerseitenteils 8s angebrachtes Ventil 11 vor. Das Sauerstoffrohr 3s ist mit einem Bogenstück 3b versehen, das unterhalb der Klappe 9 in die Lanze 3 einmündet. Auch bei dieser Ausführung wird die Vorrichtung in der für Fig. 5 beschriebenen Arbeitsweise betätigt.
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Method and device for charging metallurgical vessels, in particular converters, with granular or powdery vessels
Aggregates
The invention relates to a method and the device required for carrying out the method for charging metallurgical vessels, in particular converters, with granular or powdery additives, in particular lime, which during freshening by the oxygen blowing lance into the molten bath under increased pneumatic pressure to be brought.
According to a known method (Austrian Patent No. 207396), the aggregates are introduced through the blowing lance in such a way that it is brought from the blowing position into the closest vicinity of the molten bath surface, after which the lime powder is blown onto the slag layer under higher pressure than the blowing oxygen . In and of itself, introducing the lime dust using the so-called LDAC method has proven itself. However, only the powder initially blown in comes into particularly intimate contact with the melt, so that an undesirable, thick layer of slag is subsequently produced, the growing thickness of which also opposes the powder supplied under high pressure. In this case, the method of feeding proves to be unfavorable.
Practice also teaches that the hoses and pipes through which oxygen and lime are passed under high pressure have an undesirably low durability. The distribution of the lime dust into the pipe system also creates some difficulties. A not inconsiderable effort is required for the lime dust feed, which makes the system more expensive. The extensive system requires constant maintenance.
The invention is therefore based on the object of supplying the granular or powdery additives more effectively and nevertheless using simpler means.
According to the invention, lime dust or other additives are not blown in continuously with the oxygen stream as before, rather the fine-grained additive is injected in small portions not exceeding one tenth of the total amount and in rapid succession at such a high speed that the portions penetrate through the slag layer into the bath. In particular, the aggregate is pneumatically injected into the bath intermittently at high speed. The fine-grained aggregate therefore does not form a suspension with the pneumatic means, but rather a plug in the line, so to speak, which is shot out at a high rate of acceleration with considerable excess pressure.
With a suitable design and appropriate speed, the plug can be shot through the slag layer into the bath. Despite the fine-grained nature of the material to be shot, it forms an approximately uniform piece, so that the goods act partly as bulk goods and partly as piece goods.
The portions of the aggregate can be small compared to the total amount to be introduced.
On average, they will only amount to a few percent or even a few per thousand, but will definitely remain below 10% of the total amount. The rapid result is achieved in that the propellant gas is introduced into the pipeline with considerable excess pressure and therefore the material plug is accelerated
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granted that goes beyond the acceleration due to gravity (free fall). The powder is not scattered in, whereby most of it remains on the slag or would be whirled up, but shot in.
This ensures that the fine-grained or powdery material actually gets into the bath and that, if it is lime dust for a phosphorus-rich pig iron, the lime dust actually also largely reacts with the phosphorus.
According to a further improvement of the invention, the advantages described can be further enhanced by the fact that the additive portions are supplied with several acceleration pulses by the pressure medium on their way to the converter. In this way, the direction and intensity of the bath movement can also be influenced. The oxygen used as propellant gas can be more compressed than that fed through the lance for freshening. It is advisable to bring the plug to be injected to a certain speed with a first burst of acceleration and then to bring about the desired final speed with one or more impacts.
According to an additional feature of the method, the formation of the individual plugs is carried out in such a way that the portions of the additives that are blown in intermittently are separated by the oxygen impulses from a standing, intermittently sliding down column of material.
The size of the portions is always the same and the dividing takes place automatically without dependence on the insertion, i. H. only the time at which the pressure medium pulse is triggered is to be specified. The portion that has already been divided is always ready for this point in time. The negative pressure wave that rushes behind a plug is also advantageous, so that this promotes the sagging of the column of goods.
According to the invention, the device for carrying out the method is particularly simple.
It is designed in such a way that a special injection tube for the aggregates is arranged next to the oxygen lance. The shooting can thus take place during the oxygen blowing or during the rest of the time.
It is important that the shot tube is less exposed to the heat of the weld pool. The intensity of the molten bath can be influenced in the same way as its movement if, depending on the intended oxygen pressure, the portions are shot one after the other or at the same time. A dispensing device on a shooting tube is sufficient to achieve the desired effect with certainty. The portions can be shot in independently of the oxygen blowing.
This is particularly beneficial in such a way that the slag layer can be fed to a more intensive reaction in divided pieces. This shooting method is ideally suited for mixing, dividing the slag layer and deep penetration into the bath.
So that the fresh vessel, z. B. a converter or a crucible, can be tilted, the shooting device or the shooting tube must be raised and lowered in a similar way as the oxygen lance. According to the invention, stops, switching contacts or similar automatic means for a switchable coupling are arranged between the lance and the injection tube, by means of which the movement of the lance can be transmitted to the injection tube in sections. In practice, electromagnetically controlled brackets, mechanical locks or the like are useful for this purpose, in which case other contacts on the lifting device or on a copier and the connection between the two units are released again through contacts that are in the stroke path, even before the lance has reached its end position.
The shot tube is generally not inserted as deeply into the converter as the lance and consequently does not need to travel as long as it does. The bullet tube is fixed in its end position by a known holding device.
A further, additional improvement of the invention results from the fact that several injection tubes for aggregates are arranged around the oxygen lance. For large quantities of aggregates, this represents a performance-based solution. On the one hand, this means that large quantities can be injected in a short time despite the use of small portions; on the other hand, the mixing and whirling in the bath can be influenced by temporarily preferring one or the other supply line.
The various injection tubes are best arranged in a star shape around the oxygen lance.
According to a further feature of the invention it is provided that a plurality of dispensing devices are arranged around a shooting tube. The individual portions then follow one another more rapidly in the injection tube than in the individual tubes with an arrangement of a plurality of tubes.
It may prove useful, e.g. B. in order not to let the pressure get too high, the acceleration of the portions to be introduced (plug) to carry out in several stages. With the first burst of acceleration, the plug should first be brought to a certain speed and then the desired final speed should be achieved through a further burst. To this
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For this purpose, several feed lines for the propellant gas are then introduced one behind the other into the line for the aggregate. This further feature of the invention, namely that several lines for the pressure medium open one after the other into a shot tube for aggregates, represents a prerequisite for being able to introduce the aggregates as deep as possible into the liquid metal bath as desired.
An additional improvement of the arrangement according to the invention results when the special injection tube is allowed to open into the lance itself. This results in a further simplification of the device, because two separate devices, namely the lance and the injection tube, no longer have to be connected by means of an additional coupling device in such a way that both can be raised and lowered at the same time.
In a further embodiment of the device according to the invention, the metering chamber for the aggregates with its inclined lower chamber part, the pressure valve or the valves and the flap is connected to the lance via a bend. The aggregate can now be arranged in a column of goods above the injection line, so that when the valve for the propellant gas is opened, the lower part of the column of goods, which is located in the line, is shot out from under the remaining column of goods, whereupon the influx of propellant gas again is turned off and the column sinks, so that by repeating the work cycle, a new propellant gas can be directed to the now refilled lower part of the column.
Instead of opening and closing the inflow for the propellant gas, there is the possibility of using a rotating valve, a slide or the like, which opens and closes the inflow rhythmically at certain time intervals. The individual portions always get into the fresh agent flow and are thus brought into close contact with the melt.
Finally, it is an inventive feature that a chamber side part is arranged on the curved dispensing chamber with its pressure valve and the flap above the lance in the longitudinal direction of the lance, the oxygen supply pipe opening into the lance via an arch. Here, too, a single unit is formed and both the feature of the slipping column of goods and the successive bursts of acceleration are included, which means that a powerful, operationally reliable injection device is formed.
Some exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings: FIG. 1 shows the entire system in section, with the converter and converter take-off being shown reduced in size, FIG. 2 shows a device in a similar representation, in which the crop plug is given two accelerations. Fig. 3 shows a device with allocation of the goods in the vertical tube. Fig. 4 shows a plan view of a system with several dispensing devices and a common injection pipe. Fig. 5 shows a view of a charging device in the implementation through a converter take-off with a partial section of a converter. FIG. 6 shows a view of another loading device and FIG. 7 shows a view of a further loading device.
According to FIG. 1, the converter 1 with the bath 2 is charged with oxygen through a lance 3. The exhaust gases are carried through the chimney 4. Next to the lance 3 is the injection tube 5, through which powdery or fine-grain lime is injected in portions.
This lime is stored in the storage container 6 and passes via a flexible or telescopically collapsible line, in the present case the hose line 7, into a dispensing chamber 8 which opens into the sloping part 5a of the injection tube 5. A controllable flap 9 holds the material together. Through a line 10, a pressure medium, propellant, z. B. pressurized oxygen can be blown through the valve 11 into the lower part of the metering chamber 8, at the same time the flap 9 is opened.
The two control members 11 and 9 can be controlled jointly or as a function of one another. In many cases it will be sufficient if the flap 9 is closed by a spring.
As soon as propellant gas is let into the lower part of the chamber 8 through the valve 11, the propellant gas pushes the material located in the pipe 5a in front of it into the vertical part of the injection tube 5. Only a short pressure surge is given, the valve 11 closes soon again, from the chamber 8 further material flows down into the pipeline and the work cycle can be repeated.
The material continuously slides out of the storage container 6 into the chamber 8. If the column of goods from parts 6, 7, 8 does not offer enough resistance to the pressure from the line 10 or if you want to accelerate the slipping of the column of goods, a certain excess pressure is expediently created in the reservoir 6, e.g. B. in that a branch of the line 10 opens into this container. The storage container is filled through one of the known lock devices.
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In the device according to FIG. 2, which is otherwise similar to that according to FIG. 1, a further valve 15 is provided through which propellant gas can be introduced from the line 16 behind the plug 18 which has passed the respective introduction point 17. The plug thus receives acceleration impulses both from the line 10 via the valve 11 and from the line 16 via the valve 15, so that the injection speed can be selected to be very high. Relatively strong or tough slag covers can also be pierced with this.
According to FIG. 3, the allocation can also be made in a vertical tube instead of in an inclined one.
In this case, the chamber 8a is, for example, curved or arranged at an angle to the shot tube. The dropping of the goods is prevented by the flap 9. Otherwise, the device is constructed essentially as shown in FIG.
If you want to inject small portions in very quick succession, it is advisable to provide several dispensing devices 8-11, as shown in FIG. These dispensing devices can either open into a common injection tube 5, or each device can be provided with a separate injection tube. In the latter case, the devices are arranged in a star shape around the lance 3.
Although the invention is primarily intended for fresh vessels or crucibles in which a lance blows onto or into the bath from above, the application of the invention is not limited to these fresh vessels. The new type of converters blown with oxygen or nitrogen can also be charged with additives, in particular lime, from below.
Furthermore, the invention can also be used successfully for rotating fresh furnaces or other metallurgical furnaces in which lime or additives have to be added to the liquid bath.
The device according to the invention is shown in a modified form in FIGS. 5-7.
According to FIG. 5, a converter 1 for the fresh treatment of its melt contents is supplied with oxygen via a lance 3. The exhaust gases that are formed are discharged from the converter through a vent 4, through which the lance 3 is passed within a sealed attachment 4a.
The introduction of powdery or fine-grained lime into the molten bath takes place through a connecting bend 3a, which is connected to the oxygen tube 3s of the lance, e.g. B. is welded. The lime is introduced via a hose 7 into a dispensing chamber 8, the inclined lower part 8u of which is closed with the bend by a controllable flap 9, which is also able to prevent the entry of oxygen from the lance 3.
The pressurized oxygen as propellant is fed to a valve 11 via the pressure line 10. When the valve 11 is open, the amount of lime in the lower inclined part 8u of the chamber 8 is injected into the melt, not shown, as a single portion in the form of a plug by a short oxygen pressure surge while the flap 9 opens at the same time via the elbow 3a and the lance tube 3. The working cycle of lime filling in the lower chamber part 8u and injection into the melt can be repeated with a short or long time interval, as desired.
In FIG. 6, a further valve 15 with its pressure line 16 for oxygen is provided on the manifold 3a, with otherwise the same design and mode of operation as described according to FIG. Via the valve 15, after leaving the chamber device 8 and after closing the flap 9, the lime plug can receive an additional oxygen pressure surge to increase its acceleration.
The embodiment of the device according to FIG. 7 provides, instead of the inclined chamber lower part 8u, a chamber side part 8s, arranged vertically in the longitudinal direction of the lance, of the metering chamber 8a formed with a bend and a valve 11 attached above the chamber side part 8s. The oxygen tube 3s is provided with an elbow 3b which opens into the lance 3 below the flap 9. In this embodiment, too, the device is operated in the manner described for FIG.
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