CS259527B2

CS259527B2 - Blow tube for processing molten metal in metallurgical vessels

Info

Publication number: CS259527B2
Application number: CS851991A
Authority: CS
Inventors: Zoltan Szonyi; Jozsef Zambo; Gabor Nagy; Istvan Pragay; Lajos Mityok
Original assignee: Vasipari Kutato Fejleszto
Priority date: 1985-03-21
Filing date: 1985-03-21
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS199185A2

Abstract

Dmýchací trubice podle vynálezu jsou ného kovu v metalurgických nádobách je tvořená kovovou trubkou s žáruvzdornou keramickou výstelkou, přičemž kovová trubka sestává z několika vrstev, mezi nimiž jsou kanály pro chladivo, přičemž mezi kovovou trubkou a výstelkou je uspořádána žáruvzdorná pružná vrstva. Kovová trubka sestává z dopravní a plášťové trubky s radiálními žebry mezi nimi. Kanály pro chladivo jsou opatřeny usměrňovacími komorami, tvořenými otvory na dně žeber, která jsou na dolní části trubice kratší než dopravní a plášťová trubka. K dolní části trubek je připevněn blokovací nátrubek se závitem na plášti, do nějž je našroubována zátka. Na horním konci je dmýchací trubice opatřena vstupními hrdly chladivá.The blowing tube according to the invention is formed by a metal tube with a refractory ceramic lining, the metal tube consisting of several layers, between which there are channels for the coolant, and a refractory flexible layer is arranged between the metal tube and the lining. The metal tube consists of a transport and jacket tube with radial ribs between them. The coolant channels are provided with directing chambers, formed by openings at the bottom of the ribs, which are shorter at the bottom of the tube than the transport and jacket tube. A blocking sleeve with a thread on the jacket is attached to the bottom of the tubes, into which a plug is screwed. At the upper end, the blowing tube is provided with coolant inlet nozzles.

Description

Vynález se týká dmýchací trubice pro zpracování roztaveného kovu v metalurgických nádobách, tvořené kovovou trubkou opátřenou žáruvzdornou keramickou výstelkou.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a lance for processing molten metal in metallurgical vessels, comprising a metal tube coated with a refractory ceramic lining.

V průběhu vývoje metalurgie a jako výsledek snah zvětšit rozměry, kapacitu a specifický výkon metalurgických zařízení bylo vyvinuto v posledním desetiletí několik pochodů zpracování oceli mimo nádobu. Tyto pochody se používají především pro odkysličování a odsiřování oceli.In the course of the development of metallurgy and as a result of efforts to increase the dimensions, capacity and specific performance of metallurgical plants, several steel processing processes have been developed outside the vessel in the last decade. These processes are mainly used for deoxidizing and desulphurizing steel.

Myšlenka zavádět do roztaveného kovu práškové materiály byla v první řadě důsledkem snahy šetřit materiálem a učinit pochod efektivnějším, avšak některé technologické funkce se mohou v praxi provádět pouze tímto způsobem.The idea of introducing powdered materials into the molten metal was primarily due to the effort to save material and make the process more efficient, but some technological functions can only be practiced in this way.

Zavádění takového prášku nebo granulovaných materiálů do lázně taveniny se děje pomocí vstřikovacích soustav.The introduction of such powder or granular materials into the melt bath is accomplished by injection systems.

Vstřikovací soustavy zahrnují dmýchací trubici pro vstřikování různých plynů a v daných případech práškových nebo granulovaných materiálů pod hladinu taveniny.Injection systems include a lance for injecting different gases and, in the present case, powder or granular materials below the melt level.

Známé dmýchací trubice obvykle sestávají z tlustostěnné měděné trubky, opatřené žáruvzdornou výstelkou.The known blower tubes usually consist of a thick-walled copper tube provided with a refractory lining.

Při výrobě tzv. jednorázových typů trubic se na povrch měděné trubky nanese samotvrditelná žáruvzdorná směs a pak se trubkové kusy vyrobené podobně z žáruvzdorné hlíny, obvykle z šamotu, nasunou na směs. Pak se opět nanáší žáruvzdorná směs a výstelka se suší.In the manufacture of so-called disposable tube types, a self-curable refractory mixture is applied to the surface of the copper tube, and then tubular pieces made similarly of refractory clay, usually fireclay, are pushed onto the mixture. The refractory mixture is then applied again and the liner is dried.

Mnohonásobné trubice se vyrábějí tak, že na měděnou trubku se lije tekutá žáruvzdorná hlína obsahující přes 80 % AI2O3 a pak se vypaluje.Multiple tubes are manufactured by pouring liquid refractory clay containing over 80% Al2O3 onto the copper tube and then firing.

Základní nevýhodou obou druhů trubic je to, že jsou neobyčejně tuhé a křehké a při provozu se často lámou. Žhavý roztavený kov není totiž nikdy ve statickém stavu, ponořená trubice se uvede ve vibrace, na výstelce se objeví trhliny, načež se trubice po krátkém čase stane nepotřebnou.The basic disadvantage of both types of tubes is that they are extremely rigid and brittle and often break during operation. The hot molten metal is never in a static state, the submerged tube is vibrated, cracks appear on the lining, and after a short time the tube becomes unnecessary.

Značný rozdíl mezi součiniteli tepelné roztažnosti tlustostěnné měděné trubky a výstelky má rovněž za následek sklon k praskání. Protože obě vrstvy jsou navzájem ve styku a při ponoření do žhavého roztaveného kovu se značně rozžhaví, trhliny se objeví již jako důsledek rozdílu mezi součiniteli tepelné roztažnosti.The considerable difference between the thermal expansion coefficients of the thick-walled copper pipe and the liner also results in a tendency to crack. Since the two layers are in contact with each other and become immersed in the hot molten metal, the cracks appear as a result of the difference between the coefficients of thermal expansion.

Další nesnáz spočívá v intenzívním ohřevu dmýchacích trubic, protože teplota roztavených kovů přesahuje značně 1 000 °C.A further difficulty lies in the intensive heating of the blower tubes, since the temperature of the molten metals exceeds significantly 1000 ° C.

Proto je cílem vynálezu vyvinout dmýchací trubici, která je méně tuhá než běžné trubice, je poměrně žáruvzdorná a tudíž její životnost je značně větší než životnost známých trubic.It is therefore an object of the present invention to provide a blower tube that is less rigid than conventional tubes, is relatively refractory, and therefore has a much longer service life than the known tubes.

Podle vynálezu je kovová trubka dmýchací trubice opatřena mezi vrstvami žáruvzdorným keramickým kanálem pro chladivo a dále je mezi kovovou trubkou a výstelkou uspořádána žáruvzdorná pružná vrstva.According to the invention, the metal tube of the blower tube is provided with a refractory ceramic coolant duct between the layers, and a refractory flexible layer is provided between the metal tube and the lining.

Mnohovrstvá kovová trubka může sestávat z vnitřní dopravní trubky a vnější plášťové trubky s radiálními žebry mezi nimi.The multilayer metal tube may consist of an inner transport tube and an outer jacket tube with radial ribs therebetween.

S výhodou je v kanálu pro chladivo mezi dopravní trubkou a plášťovou trubkou vytvořena obracecí komora např. tak, že žebra v dolní části trysky jsou kratší než dopravní trubka a plášťová trubka. U jiného provedení je kanál pro chladivo vytvořen tak, že žebra v dolní části jsou opatřena otvory.Preferably, a reversing chamber is formed in the coolant duct between the transport tube and the jacket tube, such that the ribs in the lower part of the nozzle are shorter than the transport tube and the jacket tube. In another embodiment, the coolant channel is formed such that the ribs at the bottom are provided with openings.

Otvory pro chladivo mohou být uzavřeny spodní deskou nebo trubkovým nástavcem mezi dopravní trubkou a plášťovou trubkou. Trubkový nástavec má vnější závit pro zátku.The coolant openings can be closed by a bottom plate or a tubular extension between the transport tube and the jacket tube. The pipe extension has an external thread for the plug.

Žáruvzdorná pružná vrstva mezi kovovou trubkou a výstelkou může být osinkový provazec, ovinutý kolem kovové trubky, přičemž výstelka může být tvořena jedinou litou vrstvou nebo litými vrstvami a šamotovými trubkami.The refractory flexible layer between the metal tube and the lining may be a asbestos strand wrapped around the metal tube, the lining may be a single cast layer or cast layers and fireclay tubes.

Dmýchací trubice podle vynálezu jsou značně poddajnější než běžné trysky v důsledku pružné vrstvy mezi kovovou trubkou a výstelkou. Výstelka není tudíž vystavena účinku vyvolanému různými součiniteli tepelné roztažnosti a je odolnější vůči vnějším mechanickým vlivům.The blow tubes according to the invention are considerably more flexible than conventional nozzles due to the flexible layer between the metal tube and the lining. The lining is therefore not exposed to the effect induced by various coefficients of thermal expansion and is more resistant to external mechanical influences.

Další základní výhodou vynálezu je to, že kovová trubka sestává z více vrstev, mezi nimiž jsou kanály pro chladivo. To zřejmě značně snižuje tepelné namáhání dmýchací trubice.Another basic advantage of the invention is that the metal tube consists of a plurality of layers, among which there are coolant channels. This obviously greatly reduces the thermal stress of the blower tube.

Vzhledem k výše uvedenému je životnost dmýchacích trubic podle vynálezu daleko větší než běžných trubic, což představuje v dané oblasti značnou úsporu, nejenom proto, že opotřebení je méně intenzívní, nýbrž hlavně proto, že počet vadných odlitků se může podstatně snížit, což je zvlášť významné v souvislosti s rozměry pánve.In view of the above, the life of the blower tubes according to the invention is much greater than conventional tubes, which represents considerable savings in the field, not only because the wear is less intense, but mainly because the number of defective castings can be significantly reduced, which is particularly significant in relation to the dimensions of the pan.

Další podrobnosti vynálezu plynou z následujícího popisu výhodného provedení vynálezu na základě výkresů, na nichž:Further details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention based on the drawings in which:

Obr. 1 je částečný řez dmýchací trubicí podle vynálezu, obr. 2 je řez II—II dmýchací trubicí znázorněnou v obr. 1 a obr. 3 je obměna konstrukce dmýchací trubice podle vynálezu.Giant. 1 is a partial cross-sectional view of the lance of the present invention; FIG. 2 is a cross-sectional view of the lance shown in FIG. 1 and FIG. 3 is a variation of the design of the lance of the present invention.

Dopravní trubka 1 a plášťová trubka 2 jsou uspořádány soustředně uvnitř dmýchací trubice jak patrno z obr. 1. Dopravní trubka 1 a plášťová trubka 2 jsou navzájem spojeny radiálními žebry 3. Žebra 3 jsou přivařena k dopravní trubce 1 a plášťové trubce 2. Na dolní části žeber 3 jsou provedeny otvory 4 k převádění chladivá mezi rovnoběžnými kanály. Obr. 2 ukazuje příčný řez podle obr. 1 a znázorňuje jasně, že u této konstrukce je prostor mezi trubkami rozdělen do čtyř částí. Kanály 5a vedou chladivo po proudu a kanály 5b proti prou259327 du, přičemž chladivo teče otvory 4 z kanálů 5a do 5b.The transport tube 1 and the jacket tube 2 are arranged concentrically inside the blow tube as seen in Fig. 1. The fins 3 are provided with openings 4 for transferring coolant between parallel channels. Giant. 2 shows the cross-section of FIG. 1 and shows clearly that in this construction the space between the tubes is divided into four parts. The ducts 5a convey the refrigerant downstream and the ducts 5b upstream of the stream 259327, wherein the refrigerant flows through the openings 4 from the ducts 5a to 5b.

K dopravní trubce 1 a plášťové trubce 2 na dolní části dmýchací trubice je přivařen blokovací nástavec 6, který zčásti blokuje dolní část kanálů 5a a 5b a zčásti drží zátku 7 závitem vytvořeným na plášti. Zátka 7 tvoří špičku dmýchací trubice a je opak fena centrální tryskou souosou s kanálem dopravní trubky a blokovacím nástavcem S.A blocking extension 6 is welded to the conveying tube 1 and the jacket tube 2 at the bottom of the blow tube, which partially blocks the lower part of the channels 5a and 5b and partly holds the plug 7 by the thread formed on the jacket. The plug 7 forms the tip of the blow tube and is opposite the female by a central nozzle coaxial with the channel of the transport tube and the locking attachment S.

Kolem pláště plášťové trubky 2 je ovinut osinkový provazec, který tvoří pružnou vrstvu 9.Asbestos cord is wrapped around the jacket of the jacket tube 2, which forms a flexible layer 9.

Na tyto vrstvy se nanáší samotvrditelná žáruvzdorná hlína jako další vrstva 13.Self-curable refractory clay is applied to these layers as another layer 13.

Samotové trubky 11 se nasunou na dmýchací trubici jako krycí vrstvy.The tubes 11 themselves are slid onto the lance as cover layers.

Jiné provedení dmýchací trubice podle vynálezu je znázorněno v obr. 3. Zde je vnitřek trubice rovněž sestaven z dopravní trubky 1 a plášťové trubky 2 a má žebra 3 přivařená mezi nimi. Dolní část dmýchací trubice je obklopena spodní deskou 12 přivařenou k dopravní trubce 1 a plášťové trubce 2. Spodní deska 12 uzavírá kanály chladivá mezi dopravní trubkou 1 a plášťovou trubkou 2 a přidržuje vrstvy 10, 13 na pružné vrstvě, tvořené vhodně podle řešení znázorněného v obr. 1.Another embodiment of the blow tube according to the invention is shown in FIG. 3. Here, the interior of the tube is also composed of a transport tube 1 and a jacket tube 2 and has ribs 3 welded therebetween. The lower part of the blow tube is surrounded by a lower plate 12 welded to the conveyor tube 1 and the jacket tube 2. The lower plate 12 closes the refrigerant channels between the conveyor tube 1 and the jacket tube 2 and holds the layers 10, 13 on the flexible layer formed appropriately according to the solution shown in FIG. 1.

Vrstva 10 je zhotovena ze samotvrditelné žáruvzdorné hlíny a vrstva 13 je žáruvzdorný beton obsahující asi 80 % hmot. AI2O3, který se lije podle šablony na vrstvuThe layer 10 is made of self-hardening refractory clay and the layer 13 is a refractory concrete containing about 80 wt. Al2O3, which is poured according to the template per layer

10.10.

Usměrňovači komory kanálů 5a, 5b chladivá mají takový tvar, že žebra 3 jsou kratší než dopravní trubka 1 a plášťová trubka 2 a tudíž prostředí může protékat z jednoho kanálu do druhého mezi dolní hranou žeber 3 a spodní deskou 12.The cooling channel deflection chambers 5a, 5b have such a shape that the fins 3 are shorter than the transport tube 1 and the casing tube 2 and thus the environment can flow from one channel to another between the lower edge of the fins 3 and the bottom plate 12.

Provedení, znázorněná na obrázcích, se jeví v praxi velmi účinná, čímž se uskutečňuje taková technologie, která s dřívějšími dmýchacími trubicemi nebyla proveditelná.The embodiments shown in the figures appear to be very effective in practice, thereby implementing a technology that was not feasible with the prior lance.

Vysoce pevné a poddajné dmýchací trubice podle vynálezu umožnily zahájit vstřikování již během odpichu. To znamená, že dmychací trubice se zavede do licí pánve již dříve, než začne odpich a když odpich začne, může se také zahájit vstřikování.The highly rigid and flexible blow tubes according to the invention made it possible to start the injection even during tapping. This means that the lance is introduced into the ladle before the tapping starts and when the tapping starts, injection can also be started.

Protože za těchto podmínek je trubice vystavena současným mechanickým a tepelným účinkům žhavého roztaveného kovu, nebylo možno tuto technologii provádět se známými trubicemi. Trubice podle vynálezu jsou způsobilé vydržet tento účinek bez poškození, a proto bylo možno provádět vstřikování do roztaveného kovu, padající!ho z výšky asi 6 metrů, po dobu 5 až 10 minut. Po lití pokračuje vstřikování asi 15 až 20 minut a potom je možno provádět další vstřikování během a/nebo po lití.Since, under these conditions, the tube is exposed to the simultaneous mechanical and thermal effects of the hot molten metal, this technology could not be performed with known tubes. The tubes of the invention are capable of sustaining this effect without damage, and it has therefore been possible to inject into the molten metal falling from a height of about 6 meters for 5 to 10 minutes. After casting, the injection is continued for about 15 to 20 minutes and then further injection can be performed during and / or after casting.

Trubice podle vynálezu se může účinně použít také pro vstřikování do plné pánve či konvertoru. Pro její trvanlivost je charakteristické, že zatímco pro zpracování běžnými trubicemi bylo použito v průměru čtyř trubic, a i když byly nejlepší, s trubicí podle vynálezu je možno zpracovat bez potíží 15 vsázek.The tube according to the invention can also be effectively used for injection into a full ladle or converter. Its durability is characterized by the fact that while an average of four tubes have been used for processing with conventional tubes, and although they were the best, 15 batches can be processed without difficulty with the tube of the invention.

Podobně je charakteristické, že během zpracování prováděného s trubicí podle vynálezu se vstřikování provádí do 120 tunové pánve a během zpracování 40 vsázek došlo pouze jednou ke zmetkování v důsledku vadné trubice.Similarly, it is characteristic that during the treatment performed with the tube according to the invention, the injection is carried out into a 120 ton ladle and during the processing of the 40 batches, only one defect occurred due to the defective tube.

Z výše uvedeného je zřejmé, že dmýchací trubice podle vynálezu zajišťuje mnohem vyšší provozní životnost nejenom při zpracování běžnou technologií — a tudíž levnější — nýbrž umožňuje i použití nových technologií, které nebyly se známými trubicemi proveditelné.From the foregoing, it is clear that the lance of the present invention provides a much longer service life not only when processed by conventional technology - and therefore cheaper - but also allows the use of new technologies that were not feasible with known tubes.

Ačkoliv předložené příklady popisují pouze dvě provedení trubice podle vynálezu, pro odborníka je samozřejmé, že může vytvořit několik podobných alternativ.Although the present examples describe only two embodiments of the tube of the invention, it will be obvious to one skilled in the art that several similar alternatives may be made.

Claims

A lance for processing molten metal in metallurgical vessels, comprising a metal tube with a refractory ceramic lining, characterized in that the metal tube consists of a plurality of layers between which there are coolant channels (5a, 5b), wherein the metal tube and the lining are a refractory flexible layer (9) is provided.

Blow tube according to claim 1, characterized in that the metal tube consists of a conveyor tube (1) and a jacket tube (2) with radial ribs (3) therebetween.

Blow tube according to claim 1 or 2, characterized in that the refrigerant channels (5, 5b) are provided with rectifying chambers.

Blow tube according to Claim 3, characterized in that the deflection chambers are formed by openings (4) arranged at the bottom of the fins (3).

OF THE INVENTION

Blow tube according to claim 3, characterized in that the ribs (3) for each baffle chamber are formed at the lower part of the tube shorter than the transport tube (1) and the jacket tube (2).

Blow tube according to one of Claims 1 to 5, characterized in that a locking sleeve (6) is attached to the lower part of the conveying tube (11) and the jacket tube (2).

Blow tube according to claim 6, characterized in that the locking sleeve (6J) has a thread on the housing into which the plug (7) is screwed.

Blow tube according to one of Claims 1 to 7, characterized in that at its upper end it is provided with coolant inlets.

Blow tube according to Claims 1 to 8, characterized in that the elastic layer (9) is made of asbestos strand.

Blow tube according to Claims 1 to 9, characterized in that a layer (10) of self-curable refractory clay is arranged above the flexible layer (9).

Blow tube according to Claim 10, characterized in that a layer of fire-clay pipes (11) is formed on the self-hardening refractory clay layer (10).

Blow tube according to claim 10, characterized in that a layer (13) of refractory cast concrete containing Al 2 O 3 is provided on the self-hardening refractory clay layer (10).