CS262680B2 - Process for oxygen nozzle cooling - Google Patents

Description

(54) Způsob chlazení kyslíkové trysky

Při kyslíkovém zpracování surového železa nebo oceli v konvertoru s dmýcháním spodem, v martinské peci, nebo elektrické peci, se chladicím pláštěm kyslíkové trysky vede jako chladicí médium kapalný kov, například sodík, draslík a/nebo jejich slitiny, lithium nebo slitiny lithia s olovem s teplotou varu nad 600 °C. Kyslíková trys'ka se udržuje na nižší teplotě než 600 ^CC á kapalný kov se přečerpává v okruhu přes výměník tepla к odvádění tepla zachyceného v kyslíkové trysce.

Vynález se týká způsobu chlazení plášťové kyslíkové trysky při kyslíkovém zpracování surového železa nebo oceli.

Zpracování roztaveného železa, zejména surového železa nebo oceli, kyslíkem se v minulosti provádělo hlavně tak, že se kyslík dmýchal na povrch roztaveného kovu v konvertoru z vodou chlazených trysek, které byly z mědi. Tak začínala tzv. kyslíková metalurgie. Již v počátečních dobách kyslíkového zkujňování však bylo dmýchání kyslíku spojeno s problémy. Ve třicátých letech se prováděly pokusy s dmýcháním kyslíku zdola přímo do roztaveného železa nebo oceli. Přitom se pracovalo s tryskami chlazenými vodou, které byly rovněž z mědi. Vodou chlazené trysky jsou nebezpečné v tom, že při poškození nebo prolomení trysky se vtlačuje do roztaveného kovu pod tlakem voda, což může vést к těžkým explozím. Mimoto se voda nevede v okruhu přes výměník tepla, nýbrž se odebírá ze zásobníku nebo z vodovodní sítě a odvádí jako odpadní voda, což je z hlediska hospodaření s vodou nežádoucí.

Ke znížení nebezpečí exploze se voda tryskami nasávala, což pak zase snižovalo její chladicí účinek.

Je dobře známé, že dmýchání kyslíku zdola do roztaveného kovu přináší značné výhody. V důsledku tvorby zárodků jsou podmínky pro tvorbu bublinek oxidu uhličitého při oduhličení příznivější, rychlost dmýchání se dá zvýšit a výhoz se podstatně sníží. Velmi důležitá je také skutečnost, že ke kyslíku se dá přidávat vápno, přičemž metalurgická účinnost vápna se tím z nejrůznějších důvodů podstatně zvýší.

Bylo navrženo, aby se dmýchání kyslíku spodem do roztaveného kovu provádělo i v martinských pecích. Přitom se pracovalo s tryskami chlazenými plynem. Při dvou soustředně uspořádaných trubkách trysky se vnitřní trubkou zaváděl do roztaveného kovu kyslík a vnější trubkou chladicí plyn, totiž zemní plyn. Tento postup se přenesl zpátky na konvertory. Tímto způsobem lze tavit i šrot s uhlím a kyslíkem. Nicméně existují značné nevýhody: při chlazení zemním plynem přijímá roztavený kov vodík, který je pro většinu kvalitních ocelí velice škodlivý a musí se odstraňovat buď vakuovým odplyněním, nebo promýváním argonem. Spotřeba zemního plynu velmi zvyšuje náklady. Kromě toho se někdy trysky nekontrolovaně propálí, což může vést к proražení metalurgické nádoby.

Rovněž bylo navrženo použít jako chladicího média pro plášťovou kyslíkovou trysku teplonosnou látku, například tekutý vodík. Protože však teplota tekutého vodíku je velmi vysoká, mají trysky nízkou životnost.

Vynález odstraňuje dosavadní nevýhody a jeho předmětem je způsob chlazení kyslíkové trysky, opatřené nejméně jedním chladicím pláštěm, při kyslíkovém zpracování surového železa nebo oceli v konvertoru s dmýcháním spodem, v martinské peci, elektrické peci nebo jiné metalurgické nádobě, při němž se chladicím pláštěm vede kapalný kov ze skupiny zahrnující sodík, draslík a/nebo jejich slitiny, lithium a slitiny lithia s olovem s teplotou varu nad 600 °C. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kyslíková tryska se udržuje na teplotě nižší než 600 °C a kapalný kov se přečerpává v okruhu přes výměník tepla к odvádění tepla zachyceného v kyslíkové trysce.

Tím, že se teplota trysky udržuje pod hodnotou 600 °C, přičemž může ležet těsně u této hranice, se životnost trysky podstatně prodlouží.

Pro vedení chladicí kapaliny v okruhu se musí pracovat s čerpadlem. Protože při použití kapalného kovu jako chladivá nemají tlakové vlny, které vzniknou při poškození trysky, za následek explozivní výhoz roztaveného kovu, není třeba nasávat roztavený kov chladicím pláštěm kyslíkové trysky. Místo toho je výhodné vtlačovat roztavený kov pomocí čerpadla do chladicího pláště. To umožňuje větší a silnější proud a tím intenzívní chlazení.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s výkresem, který ukazuje konvertor s kyslíkovou tryskou vhodnou к provádění způsobu podle vynálezu.

Konvertor znázorněný na výkrese má běžný tvar a obvyklou vyzdívku. Uvnitř konvertoru 1 je roztavený kov 2 a vrstva strusky 3, přičemž do dna 4 konvertoru je zavedena kyslíková tryska 5, opatřená chladicím pláštěm 6. Dmýchání kyslíku, do kterého může být přidán jiný plyn nebo přísada ke zpracování roztaveného kovu, se provádí tak, že nad hladinou strusky 3 se vytváří kovový vír 7 s emulgovanou etruskou 3. Chladicím médiem, které se vede do chladicího pláště kyslíkové trysky 5, je kapalný kov, jenž se přečerpává v okruhu přes výměník 8 tepla. Čerpadlo 9 je ve znázorněném příkladě tlakové, může to však být i sací čerpadlo. Výměník 8 tepla je dimenzován tak, aby v něm nedocházelo к odvodu veškerého tepla, které přestoupilo do trysek 5. Nosičem tepla ve výměníku 8, kterým se odvádí teplo, je například voda, přiváděná přívodním potrubím 10 a odváděná odváděcím potrubím 11. Okruh kapalného· kovu je co do výšky uspořádán účelně tak, aby tlak rotaveného kovu v chladicím plášti 6 trysky 5 ležel jen nepatrně nad nebo pod hodnotou hydrostatického tlaku roztaveného kovu 2 nad tryskou 5.

Claims (1)

1. pRedmét vynalezu

   Způsob chlazení kyslíkové trysky, opatřené nejméně jedním chladicím pláštěm, při kyslíkovém zpracování surového železa nebo oceli v konvertoru s dmýcháním spodem, v martinské peci, elektrické peci nebo jiné metalurgické nádobě, při němž se chladicím pláštěm vede kapalný kov ze skupiny zahrnující sodík, draslík a/inebo jejich slitiny, lithium a slitiny lithia s olovem, s teplotou varu nad 600 °C, vyznačený tím, že kyslíková tryska se udržuje na teplotě nižší než 600 °C a kapalný kov se přečerpává v okruhu přes výměník tepla к odvádění tepla zachyceného v kyslíkové trysce.