CS219289B2 - Applaince for introducing the fine-grained fuels containing the carbon suspended in the carrying gas and oxygen in the iron melt - Google Patents

Description

Zařízení k zavádění jemnozrnných paliv, obsahujících uhlík, suspendovaných v nosném plynu, a kyslíku do železné taveniny tryskami uspořádanými pod jejím povrchem v ohnivzdorné nádobě, která sestává z přepínacího ventilu, v jehož skříni s palivovým přívodním potrubím, kyslíkovým přívodním potrubím a tryskou je uspořádáno posuvné ventilové těleso pro uvolnění palivového· průtočného průřezu nebo kyslíkového průtočného průřezu, řiditelné tlakem v kyslíkovém přívodním potrubí.

Vynález se týká zařízení к zavádění jeni· nožrnných paliv obsahujících uhlík a suspendovaných v nosném plynu, a kyslíku do železné taveniny pod jejím povrchem tryskami uspořádanými v ohnivzdorné vyzdívce zpracovací nádoby.

Je známo, že ke vstřikování jsou používány například lancety, jejichž výstupní otvory jsou vedeny až do blízkosti povrchu taveniny, takže se tuhé látky dostávají do taveniny s výstupním impulsem, nebo se lancety .ponořují do· železné lázně.

Dále jsou známa uspořádání trysek, jež se nacházejí pod povrchem lázně v ohnivzdorné vyzdívce a jimiž jsou přiváděny doi taveniny tuhé látky suspendované v nosných plynech.

Spis DE-AS č. 2 316 768 popisuje například zařízení ke zkujňování surového železa, u něhož jsou uspořádány pod povrchem lázně trysky pro přívod kyslíku a jemného vápna a další trysky pro přívod nositelů tuhých látek do taveniny. Také může být opatřena jedna tryska s několika otvory, přičemž vždy jeden otvor slouží к přívodu nosného plynu a uhlíku nebo jemné či prachové rudy a druhý otvoir к přívodu čerstvého plynu a jemného vápna.

Spis DE-PS č. 2 401540 se zabývá také zařízením к tavení železné houby. Zde je například popisována plášťová plynová tryska, jež má několik přívodních kanálů, z nichž například vnitřní pro kyslík, prostřední pro uhlík a vnější pro železnou houbu.

Spis DE-AS č. 2 520 883 popisuje také zařízení к plynulému zplyňování uhlí, u něhož jsou uspořádány trysky pro přívod reakčních složek pod povrchem lázně v ohnivzdorné vyzdívce. Také zde může být používána jedna tryska mající několik kanálů, sestávajících zejména ze soustředných trubek.

Spis DE-OS č. 2 723 857 se týká také zařízení к výrobě oceli. Zde jsou uspořádány dmýchací trubky pro vstřikování materiálu, obsahujícího uhlík, s pomocí nosného plynu. Pro přívod kyslíku do hutnické nádoby je obvykle uspořádána vodou chlazená lanceta, jež může být také ponorná.

Známým zařízením к zavádění jemnozrnných paliv, obsahujících uhlík, do železné taveniny je společné to, že jsou upraveny vlastní přívodní kanály pro jemnozrnné tuhé látky, suspendované v nosném plynu, odděleně od .kyslíku. Tyto přívodní kanály jsou přizpůsobeny v průřezu dopravovanému množství a podle toho jsou patřičně malé.

Například průměr již zmíněné dmýchací trubky činí 7 mm. Se zmenšujícím se dopravním průřezem vzrůstá však nebezpečí ucpávání. Hlavně tehdy, jsou-li používána z hospodárných důvodů jemnozrnná paliva s rozdílnými zrnitostmi a kolísá-li jejich složení, je izde nebezpečí tvoření zátek, jež vedou v úzkých dopravních potrubích к ucpáváním.

Další nesnáz spočívá v udržování volných přívodních kanálů v obdobích bez dopravy paliva, například při konečném zkujňování ocelové taveniny, je-li nastavován .požadovaný malý konečný obsah uhlíku. Během této doby zkujňováiní proudí obvykle samotný nosný plyn přívodními kanály bez tuhých látek, aby bylo zabraňována vnikání taveniny do trysek.

V provozní praxi se jeví obzvláště významným bezpečný provoz a bezporuchovost zaváděcích trysek pro paliva, obsahující uhlík, po dlouhá údobí, například při provozu s reaktorem ina výrobu po několik měsíců a při výrobě oceli přes konvertorový pochod v rozsahu asi 1000 vsázek, protože každá oprava, například při ucpání trysky, se projevuje velmi nepříznivě jako ztráta výrobní doby a tím také z hlediska hospodárnosti.

Úkolem vynálezu je vytvořit zařízení, jež vylužuje předtím zmíněné nevýhody.

Úkol je řešen zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ve skříní přepínacího ventilu s palivovým přívodním potrubím, kyslíkovým přívodním potrubím a tryskou je uspořádáno posuvné ventilové těleso pro uvolnění palivového průtočného průřezu, nebo kyslíkového průtočného průřezu, řiditelné tlakem v kyslíkovém přívodním potrubí.

Kyslíkové přívodní potrubí je spojeno s ventilovou komorou, jež má omezovači stěnu pro změnu své délky pod tlakem kyslíkového plynu a jejíž posuvný konec je spojen s dvojčinným posuvným ventilovým tělesem pro uvolnění jednak palivového průtočného průřezu, jednak kyslíkového průtočného průřezu, jež je předběžně zatíženo v poloze uzavření kyslíkového průtočného· průřezu.

Ventilové těleso je uspořádáno souose v palivovém přívodním potrubí.

Omezovači stěna ve ventilové komoře může být vytvořena kovovým vlnovcem.

Součásti zařízení, uspořádané pro průtok kyslíku, jsou plynotěsné vůči součástem uspořádaným pro průtok paliva.

Konečně je v zařízení uspořádán škrticí orgán pro ustavení kyslíkového průtočného průřezu.

Jedna z výhod zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že jsou v provozu určité trysky s dvojitými trubkami, například dvě z celkového počtu deseti, zabudované ve dně kyslíkového konvertoru, krátkodobě s kyslíkem, nato po delší dobu, například 8 minut, se suspenzí z práškových paliv, obsahujících uhlík, a z nosného plynu, a potom ke konci zkujňování, například 5 minut, opět s kyslíkem. Jako paliva, obsahující uhlík, se osvědčily koks, hnědouhelný koks, grafit, uhlí různých jakostí a jeho směsi ve stavu jemných částic až do asi 1 milimetru zrnitosti. Přepínací ventily se ukázaly jako naprosto provozně spolehlivé, takže se daly používat například přes 1000 vsázek bez .poruch.

Pneumaticky nebo elektricky seriditelné přepínací ventily jsou běžné a mnohonásobně používány. Známé ventily vyžadují vsak k obracení chodu navíc potrubí pro řídicí prostředek. Při zabudování známých ventilů na konvertoru pro výrobu oceli vznikají nesnáze kvůli poměrně vysoké teplotě okolí až do 300 °C a nadto· ještě kvůli potřebnému přívodu dalšího řídicího potrubí. Tato potrubí musí být přiváděna na konvertor v jeho otočném čepu.

U zařízení podle vynálezu k těmto nevýhodám nedochází, protože kyslík použitelný v konvertoru, přímo řídí přepínací ventil. Přídavný řídicí prostředek, anebo elektrické vedení tím odpadá. Kyslík je přiváděn se síťovým tlakem, tj. s přetlakem až k přepínacímu ventilu. Plný přetlak, jenž se nachází obvykle řádově na 10 MPa, je používán v přepínacím ventilu k řízení jeho pohyblivého· tělesa. Samozřejmě jsou vhodné i jiné tlakové hodnoty, nezávisle na soustavě zásobování kyslíkem.

Tlak kyslíku působí v přepínacím ventilu na jeho pohyblivé těleso, jež uzavírá plynotěsně palivový průtočný průřez. V této poloze pohyblivé ventilového tělesa může se dostávat kyslík k tryskovému kanálu jenom kyslíkovým průtočným průřezem. Tento má takové rozměry, aby působil jako škrticí orgán a snižoval přetlak kyslíku na tlak kyslíku v trysce. Tímto snižováním tlaku, například z 10 MPa přetlaku na 0,4 MPa tlaku v trysce, uřčuje kyslíkový průtočný průřez také velikost průtoku kyslíku. Kyslíkový průtočný průřez je nastavován na přepínacím ventilu napevno. Toto nastavení se však dá podle požadovaných tlakových podmínek poměrně jednoduše měnit.

Jakmile se zmenší přetlak kyslíku, tj. když je odstaven přívod kyslíku a potrubí se uvolňuje, · přepíná se přepínací ventil pomocí svého pohyblivého tělesa. Kyslíkový průtočný průřez je plynotěsně uzavírán a ppllvový průtočný průřez je uvolňován. Rozdíl tlaku mezi přetlakem kyslíku, například 10 MPa, a zmenšením přetlaku kyslíku, při němž se spínací pochod uvolňuje, je v přepínacím ventilu pevně nastavován přes pružinu, jež je vněm uspořádána, o hodnotu mezi 0,05 až 1 MPa, zejména 0,2 MPa, nad pmyšným tlakem kyslíku v trysce, například 0,4 MPa, a činí potom například 0,6 MPa. Toto uvolnění spínacího pochodu má tu výhodu, že při pomalém klesání tlaku v potrubí s kyslíkovým přetlakem nenastává žádná mezipoloha nebo kmitavá poloha pohyblivého ventilového tělesa, při níž by se mohly dostávat do· tryskového kanálu současně jak kyslík, tak i palivo.

Vynález bude nyní objasněn podle výkresu, jenž představuje podélný řez zařízením podle vynálezu.

Zařízení sestává z přepínacího ventilu, jenž v sobě zahrnuje nepohyblivou skříň 1, s kyslíkovým přívodním potrubím 3, v němž při přívodu kyslíku k trubce trysky 4 trvá přetlak kyslíku. Ve znázorněné poloze pohyblivého ventilového tělesa 5, nevzniká žádný tlak kyslíku, a palivový průtočný průřez 6 je uvolněn, takže palivo, například suspenze uhlí v dusíku, ' může se dostávat z palivového přívodního potrubí 7 k trysce

4.

Jako nosný plyn pro prachový uhlík, například koks, může sloužit dusík nebo netečný plyn, například argon. Nosný plyn samotný má tlak asi 0,03 MPa a suspenze· obsahu 17 kg uhlíku na 1 Nm³ tlak asi 1,2 MPa.

Jakmile je kyslíkové •přívodní potrubí 3 zatíženo přetlakem kyslíku, například 2 MPa, posunuje se pohyblivé ventilové · těleso 5 ve směru palivového přívodního potrubí 7' a uzavírá prostřednictvím těsnění 8 a ve spolupůsobení se svou dosedací plochou 9 palivový průtočný průřez 6. Uvolňuje se kyslíkový průtočný průřez 10 a kyslík proudí do 'trysky 4. Za účelem dosažení požadovaného snížení tlaku z přetlaku kyslíku, například 2 MPa, na tlak kyslíku v trysce 4, například 0,3 MPa, může být kyslíkový průtočný průřez 10 patřičně seřizován rozdílnými průměry otvorů v kotouči škrticího orgánu 11.

Jakmile přetlak kyslíku poklesl o· seřiditelný rozdíl tlaku 0,05 až 1 MPa nad vstřikovacím tlakem trysky 4, tj. 0,05 až 1 MPa +' 4- vstřikovací 'tlak, pohyblivé ventilové těleso 5 se 'zase posunuje do znázorněné polohy a uvolňuje palivový průtočný průřez 6. Rozdíl tlaku pro uvolňování spínacího· pochodu je seřizován v popsaném způsobu provedení pružností pružiny 13.

Nutno se ještě zmínit o tom, že součásti tohoto· zařízení, protékané kyslíkem při dopravě paliva, jsou plynotěsně uzavřeny a kovový vlnovec 14 umožňuje při přepínání potřebný posun pohyblivého ventilového tělesa 5.

Tlak, vyskytující se v soustavě zásobování kyslíkem, tj. přetlak kyslíku, jenž 'se nachází obvykle řádově na 10 MPa, slouží k přepínání ventilu. Přetlak kyslíku je v samotném přepínacím v entilu snižován na vstřikovací tlak v trysce. Pohyblivé ventilové těleso otvírá při vznikajícím přetlaku kyslíku jenom kyslíkový průtočný průřez k trysce. Při snížení vznikajícího přetlaku kyslíku o určitou, přes pružinu seřiditelnou hodnotu od 0,05 MPa do 1 MPa, zejména o 0,2 MPa, nad vstřikovací tlak v trysce, je uvolněn jenom palivový průtočný průřez k trysce.

Za účelem provozně spolehlivého zaručení přepínání z paliva na kyslík a zejména vyhnutí se potrubím, jež jsou protékána za sebou palivem a kyslíkem, je přepínací ventil montován v bezprostřední blízkosti trysky na konvertoru, zejména mezi osou otáčení konvertoru a tryskou, obzvláště pak v jedné konstrukční jednotce se samotnou tryskou. Přepínací ventil je přitom u místěn zejména -přímo na montážně přírubě trysky.

Jako trysky jsou obvykle používány osvědčené trysky s dvojitými trubkami s obalovým ochranným prostředkem. Při tomto provedení trysek proudí obvykle středovou trubkou kyslík. Přepínací ventil podle vynálezu umožňuje vedení střídavě kyslíku nebo paliva tímto tryskovým kanálem, tj. v tomto případě středovou trubkou trysky, a libovolně časté přepínání z paliva na kyslík. Na ochranu trysky proti jejímu předčasnému opotřebení v ohnivzdorné vyzdívce, v níž je tryska obvykle zabudována, proudí prstencovou štěrbinou mezi vnitřní a druhou - vnější trubkou trysky obal z ochranného prostředku.

Jako ochranný prostředek mohou být po-

Claims (6)

1. Zařízení -k zavádění jemnozrnných paliv obsahujících uhlík suspendovaných v nosném plynu, a ' kyslíku do železné taveniny tryskami uspořádanými pod jejím povrchem v ohnivzdorné vyzdívce -zpracovací nádoby, vyznačené tím, že ve iskríni (1) přepínacího ventilu s palivovým přívodním potrubím (7), kyslíkovým přívodním potrubím (3) a tryskou (4) je uspořádáno posuvné ventilové těleso (5) -pro uvolnění palivového průtočného průřezu (6) nebo· kyslíkového průtočného průřezu (10), řiditelné tlakem v kyslíkovém přívodním potrubí (3).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že kyslíkové přívodní potrubí (3) je ve spojení s ventilovou komorou, jež má omezovači stěnu (14) pro- změnu své délky pod tlakem kyslíku a jejíž posuvný konec je spojen s dvojčinným posuvným ventilovým tělesem (5) pro· uvolnění jednak palivové užívány plyny a/nebo kapaliny. Zejména -zde přicházejí v úvahu uhlovodíky, jako například metan, zemní plyn, propan, butan, lehký topný -olej a jiné druhy olejů. Podíl uhlovodíků ve vztahu k průtoku kyslíku je nepatrný a nachází se mezi 1 až 5 hmotnostními %.

Použití přepínacího- ventilu podle vynálezu není však omezeno jenom na tento typ trysky, nýbrž naopak může bý-t používán -pro každou zaváděcí trysku v oblasti konvertoru, -k přepínání prostředků, obsahujících kyslík, na paliva a/nebo pneumaticky dopravitelné látky. Přepínací ventil podle vynálezu může být používán například ve spojení s takzvanou kruhovou štěrbinovou tryskou podle spisu DE-PS č. 2 438 142.

VYNALEZU ho průtočného průřezu (6), jednak -kyslíkového průtočného průřezu (10), přičemž posuvné ventilové těleso (5) je předběžně zatíženo v poloze uzavření kyslíkového průtočného průřezu (10).

3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že posuvné ventilové -těleso (5) je uspořádáno souose v palivovém -přívodním potrubí (7).

4. Zařízení podle bodů 2 a 3, vyznačené tím, že omezovači stěna (14) ve ventilové komoře je vytvořena kovovým vlnovcem.

5. Zařízení podle bodů 1 až 4, vyznačené tím, že součásti pro průtok kyslíku jsou plynotěsné vůči součástem pro- průtok paliva.

6. Zařízení podle bodů 1 až 5, vyznačené tím, že pro ustavení kyslíkového průtočného průřezu (10) je uspořádán škrticí orgán (11).