CS262680B2

CS262680B2 - Process for oxygen nozzle cooling

Info

Publication number: CS262680B2
Application number: CS868615A
Authority: CS
Inventors: Eckehard Prof Dr Ing Forster
Original assignee: Hamburger Stahlwerke Gmbh
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1989-03-14
Also published as: HUT43650A; FI864322A0; AU6466386A; DE3541909C1; KR870005102A; DD250722A5; JPS62196315A; CS861586A2; JPH0137447B2; CN86107834A; BR8605740A; FI864322L; EP0223991A1; PL262478A1; HU195257B; ZA867898B; FI864322A7

Description

(54) Způsob chlazení kyslíkové trysky(54) Oxygen Jet Cooling Method

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.In the oxygen treatment of pig iron or steel in a bottom-blowing converter, a Martin furnace, or an electric furnace, an oxygen nozzle cooling jacket leads a liquid metal such as sodium, potassium and / or alloys thereof, lithium or lead-lithium alloys. boiling point above 600 ° C. The oxygen nozzle is maintained at a temperature of less than 600 ^DEG C. and the liquid metal is pumped through the heat exchanger to remove the heat trapped in the oxygen nozzle.

Vynález se týká způsobu chlazení plášťové kyslíkové trysky při kyslíkovém zpracování surového železa nebo oceli.The invention relates to a method for cooling a jacketed oxygen nozzle in the oxygen treatment of pig iron or steel.

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.In the past, oxygen treatment of molten iron, especially pig iron or steel, was mainly carried out by blowing oxygen to the surface of the molten metal in a converter of water-cooled nozzles that were copper. So began the so-called oxygen metallurgy. However, already in the early times of oxygen refining, oxygen blowing was associated with problems. In the 1930s, attempts were made to blow oxygen from below directly into molten iron or steel. Water-cooled nozzles, which were also made of copper, were used. Water-cooled nozzles are dangerous in that, if the nozzle is damaged or broken, water is forced into the molten metal under pressure, which can lead to severe explosions. In addition, the water is not circulated through the heat exchanger in the circuit, but is withdrawn from the storage tank or the water supply and discharged as waste water, which is undesirable from the point of view of water management.

Ke znížení nebezpečí exploze se voda tryskami nasávala, což pak zase snižovalo její chladicí účinek.To reduce the risk of explosion, water was sucked through the nozzles, which in turn reduced its cooling effect.

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.It is well known that blowing oxygen from below into molten metal brings considerable advantages. As a result of the formation of the germs, the conditions for the formation of carbon dioxide bubbles in the decarburization are more favorable, the blowing rate can be increased and the ejection is substantially reduced. Of great importance is also the fact that lime can be added to the oxygen, whereby the metallurgical efficiency of the lime is greatly increased for various reasons.

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.It has been proposed that the blowing of oxygen from below into the molten metal also be carried out in the Martin furnaces. The nozzles were cooled with gas-cooled nozzles. With two concentrically arranged nozzle tubes, oxygen was introduced into the molten metal by an inner tube and a cooling gas, namely natural gas, into the outer tube. This procedure was transferred back to the converters. Coal and oxygen scrap can also be melted in this way. However, there are considerable disadvantages: when cooling with natural gas, the molten metal receives hydrogen, which is very harmful to most high-quality steels and must be removed either by vacuum degassing or by argon scrubbing. Consumption of natural gas greatly increases costs. In addition, the nozzles are sometimes burned uncontrollably, which can lead to the metallurgical vessel being punctured.

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.It has also been proposed to use a heat transfer medium, such as liquid hydrogen, as a cooling medium for the jacketed oxygen nozzle. However, since the temperature of the liquid hydrogen is very high, the nozzles have a low lifetime.

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.The present invention eliminates the disadvantages of the prior art and relates to a method for cooling an oxygen nozzle provided with at least one cooling jacket during the oxygen treatment of pig iron or steel in a bottom blowing converter, in a Martin furnace, electric furnace or other metallurgical vessel. a metal selected from the group consisting of sodium, potassium and / or alloys thereof, lithium, and lead-lithium alloys with a boiling point above 600 ° C. The principle of the invention is that the oxygen nozzle is maintained at a temperature below 600 ° C and the liquid metal is pumped in the circuit through a heat exchanger to remove the heat trapped in the oxygen nozzle.

Tím, že se teplota trysky udržuje pod hodnotou 600 °C, přičemž může ležet těsně u této hranice, se životnost trysky podstatně prodlouží.By keeping the temperature of the nozzle below 600 ° C and being close to this limit, the life of the nozzle is substantially extended.

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.A pump must be used to guide the coolant in the circuit. Since the use of liquid metal as a coolant does not result in an explosive ejection of molten metal due to the pressure waves that occur when the nozzle is damaged, it is not necessary to suck the molten metal through the cooling jacket of the oxygen nozzle. Instead, it is advantageous to press the molten metal by means of a pump into the cooling jacket. This allows a larger and stronger current and thus intensive cooling.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s výkresem, který ukazuje konvertor s kyslíkovou tryskou vhodnou к provádění způsobu podle vynálezu.The invention will be explained in conjunction with the drawing showing an oxygen nozzle converter suitable for carrying out the method of the invention.

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.The converter shown in the drawing has a conventional shape and a conventional lining. Inside the converter 1 there is molten metal 2 and a layer of slag 3, an oxygen nozzle 5 provided with a cooling jacket 6 is introduced into the bottom 4 of the converter. Blowing oxygen, to which another gas or additive for processing the molten metal, can be added Above the level of the slag 3, a metal vortex 7 is formed with an emulsified etruscus 3. The cooling medium which is fed to the cooling jacket of the oxygen nozzle 5 is liquid metal which is pumped through the heat exchanger 8 in the circuit. The pump 9 is a pressure pump in the illustrated example, but it can also be a suction pump. The heat exchanger 8 is sized so as not to dissipate any heat that has passed into the nozzles 5. The heat carrier in the heat exchanger 8, which dissipates the heat, is, for example, water supplied by the inlet pipe 10 and removed by the outlet pipe 11. The metal pressure is preferably arranged in height so that the pressure of the molten metal in the cooling jacket 6 of the nozzle 5 lies only slightly above or below the hydrostatic pressure of the molten metal 2 above the nozzle 5.

Claims

The object of the invention

A method of cooling an oxygen nozzle provided with at least one cooling jacket in the oxygen treatment of pig iron or steel in a bottom blowing converter, a Martin furnace, an electric furnace or other metallurgical vessel, wherein liquid metal of sodium, potassium and or their alloys, lithium and lithium alloys with lead, boiling above 600 ° C, characterized in that the oxygen nozzle is maintained at a temperature below 600 ° C and the liquid metal is pumped through the heat exchanger to remove the heat trapped in the oxygen nozzle.