CS275836B6 - Refining converter for refining steel blows of small weight, particularly up to two tons - Google Patents
Refining converter for refining steel blows of small weight, particularly up to two tons Download PDFInfo
- Publication number
- CS275836B6 CS275836B6 CS8793A CS9387A CS275836B6 CS 275836 B6 CS275836 B6 CS 275836B6 CS 8793 A CS8793 A CS 8793A CS 9387 A CS9387 A CS 9387A CS 275836 B6 CS275836 B6 CS 275836B6
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- refining
- converter
- height
- steel
- inclined section
- Prior art date
Links
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 49
- 239000010959 steel Substances 0.000 title abstract description 49
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 14
- 239000000161 steel melt Substances 0.000 claims description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 17
- 238000005303 weighing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 36
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 11
- VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N [O].[Ar] Chemical compound [O].[Ar] VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- -1 due Chemical compound 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 239000003701 inert diluent Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/42—Constructional features of converters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/068—Decarburising
- C21C7/0685—Decarburising of stainless steel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
- Stackable Containers (AREA)
- Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Vynález se týká rafinaoního konvertoru k rafinaci ocelových taveb o malé hmotnosti, zejména do dvou tun.
Ocel se rafinuje v konvertorech různé velikosti, pohybující se od velmi velkých nádob pro tavbu o hmotnosti 300 tun až k malým nádobám pro ocelovou tavbu o hmotnosti přibližně 5 tun. V poslední době se jeví potřeba rafinovat velmi malé tavby oceli o hmotnosti nejvýše 2 tuny a vhodných rafinačních konvertorů.
Na první pohled by se mohlo zdát, že tento problém 3e dá snadno řešit jednoduchým postavením úměrně menší nádoby k rafinaci oceli známé konstrukce. Aš dosud tento postup stačil k výrobě nádob k rafinaci oceli různých velikostí. Například rafinační konvertory pro zpracování 150 tun oceli a 5 tun oceli mají téměř stejné konstrukční parametry přes jejich rozměrové rozdíly.
Hlavním problémem při podpovrchové rafinaci oceli plyny je zachování dostatečného množství tepla v ocelové tavbě v průběhu rafinace, k zajištění správné odpichové teploty tavby rafinované oceli po ukončené rafinaci. Je to proto, že obecně se v průběhu rafinace nepřivádí teplo z vnějších zdrojů do ocelové tavby. Ačkoliv určité množství tepla vzniká exotermickými rafinačními reakcemi, jako je dekarburizace a oxidace palivových prvků, může tavba v průběhu rafinace vykázat značné tepelné ztráty. Jestliže je tepelná ztráta v průběhu rafinace tak velká, že přivede tavbu pod správnou odpichovou teplotu, musí tavba prodělat časově náročné a nákladné nové foukání, aby se dosáhlo správné odpichové teploty.
V tom je hlavní problém konstrukce velmi malých konvertorů k rafinaci oceli. Jak je dobře známo, je tepelná ztráta hmoty přímo závislá na poměru povrchu k objemu, to je, čím větší je povrch hmoty daného objemu, tím větší budou tepelné ztráty. Jelikož ocelářské nádoby známé konstrukce se vyrábějí úměrně menší, jejich poměr povrchu k objemu vzrůstá a vzrůstají tedy i tepelné ztráty. Tento problém je ještě výraznější, používá-li se dekarburizačního procesu argon-kyslíkového, vzhledem k použití inertního zřeďovacího plynu, který dále zvyšuje '•tepelnou ztrátu. Argon-ky3líkový dekarburizační proces je výhodným způsobem rafinace oceli vzhledem k čistotě a zdůrazňované přesnosti složení oceli rafinované tímto procesem.
Dalším hlavním problémem při konstrukci velmi malých konvertorů k rafinaci oceli je potřeba dosáhnout vodivého rozhraní mezi taveninou a plynem a doby účinkování plynu k účinným reakcím mezi plynem a kovem. Zejména při použití argon-kyslíkového procesu (AOD) je výhodné udržet dostatečný objem roztaveného kovu nad místem, ve kterém jsou rafinační plyny vháněny do roztaveného kovu, aby se dosáhlo účinného využití dmychavých plynů, používaných.k odstranění nečistot odplyněním, desoxidací, vytékáním nebo flotací uvedených nečistot s následným zachycením ve strusce nebo reakcí se atruskou nebo s plyny použitými k legování.
Jako příklady známých rafinačních nádob k podpovrchové rafinaci oceli plyny se uvádí americký patentový spis číslo 3 724 830 - Molten Metal Reactor Vessel (Reakční nádoba pro roztavený kov), americký patentový spis Číslo 3 816 720 Process Por The Decarburization of Molten Metal (Proces dekarburizace roztaveného kovu) a americký patentový spis číslo 4 208 206 - Method Por Produoing Improved Metal Castings By Pneumatically Refining The Melt (Způsob výroby zlepšených kovových odlitků pneumatickou rafinaci taveniny).
Cílem vynálezu je vytvoření rafinaoního konvertoru k podpovrchové rafinaci oceli plyny, který umožní účinněji rafinovat tavbu oceli o hmotnosti nejvýše
CS 275 836 B6 dvě tuny zvláště způsobem argon-kyslíkové rafinace.
Rafinační konvertor k rafinaci ocelových taveb o malé hmotnosti, zejména do dvou tun podle vynálezu sestává z boční atšny a ze dna, jež spolu uzavírají objem rovný 2,0 až 3,9 násobku objemu ocelové tavby, maximálně 707,5 dm·^, přičemž boční stěna sestává ze svislé, ode dna vzdálené sekce, kolmé ke dnu a ze skloněné sekce, vložené mezi dno a boční stěnu a navazující na ni a na dno, přičemž výška svislé sekce je nejméně 1,6 násobkem výšky skloněné sekce a objem, vytvořený skloněnou sekcí nepřesahuje 30 % celkového objemu konvertoru a minimální průměr činí nejméně 0,3 násobek výšky skloněné sekce, přičemž boční stěnou nebo dnem prochází alespoň jedna dyšna připojená potrubím ke zdroji kyslíku nebo inertního plynu.
Konvertor k rafinaci oceli podle vynálezu je obzvláště vhodný k rafinaci ocelových taveb vážících maximálně dvě tuny. Vynálezu lze využít k rafinaoi prakticky všeoh známých ocelí, jako je nerezavějící ocel, nízkolegovaná ocel a nástrojová ooel a dá se ho použít k jakékoliv podpovrchové rafinaci oceli plyny, jako jsou AOD, CLU, LWS nebo Q-BOP, což jsou procesy k rafinaci oceli pro všechna použití, jako je výroba ingotů nebo odlitků.
Rafinační konvertor podle vynálezu pracuje tak, že se do něho vnáší tavba roztaveného kovu o hmotnosti maximálně dvě tuny a rafinační plyn se dmychá do tavby alespoň jednou dyšnou a hladina tavby se udržuje nejméně 25,4 cm nad vstupem dmýohaného plynu. Vůle mezi hladinou kovu a klenbou víka se udržuje na hodnotě minimálně 20 cm.
Osou konvertoru se míní imaginární čára, procházející přibližně geometrickým středem konvertoru k rafinaci oceli v podélném směru.
Bočním dmyoháním se zde míní injektáž rafinačního plynu nebo rafinačních plynů do konvertoru k rafinaci oceli kolmo k ose konvertoru nebo pod úhlem 45 °.
Dyšnou 3e zde míní zařízení, kterým je plyn přiváděn a vháněn do ocelové tavby.
Pojmem lázeň se zde míní obsah uvnitř ocelářského konvertoru při rafinaci a představuje tavbu roztavené oceli a materiál rozpuštěný v roztavené oceli a strusku, která je materiálem v roztavené oceli nerozpuštěným.
Pod pojmem hladina taveniny se zde míní vypočítaná úroveň klidného roztaveného kovu v rafinačním konvertoru.
Pod pojmem objem roztaveného kovu se zde míní vypočtený klidný objem roztaveného kovu, získaný dělením hmotnosti kovu jeho hustotou.
Pod pojmem vstup dmýchaného plynu se míní místo, v němž je plyn injektován do ocelové tavby dyšnou.
Pojmem vůle se zde označuje vzdálenost od hladiny tavby ke klenbě víka konvertoru.
Pod pojmem argon-kyslíkový dekarburizační proces (neboli proces AOD) se míní proces k rafinaci roztavených kovů a slitin obsažených v rafinační nádobě, opatřené nejméně jednou podpovrchovou dyšnou.
Při argon-kyslíkovém dekarburizačním procesu se jednak injektuje do taveniny alespoň jednou dyšnou plyn obsahující kyslík a až do 90 % zřeďovacího plynu, přičemž zřeďovací plyn může snižovat parciální tlak oxidu uhelnatého v bublinách plynu, jež se tvoří v průběhu dekarburizaoe v tavenině, dále může měnit rychlost dodávání kyslíku do taveniny, aniž se podstatně změní celková
CS 275 836 B6 rychlost proudění injektovaného plynu a něho může sloužit jako ochranné prostředí jednak se injektuje rafinační plyn do taveniny alespoň jednou dyšnou, přičemž rafinační plyn odstraňuje nečistoty z taveniny odplyněním, desoxydací, vytékáním něho flotací uvedených nečistot s následným zachycením ve struace nebo reakcí se struskou.
Mezi užitečné zředovací plyny patří argon, helium, vodík, dusík, vodní pára a uhlovodíky. Mezi užitečné rafinační plyny se počítá argon, helium, vodík, dusík, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, vodní pára a uhlovodíky. Argon a dusík jsou výhodnými zřeďovacími a rafinačními plyny. Argon, dueík a oxid uhličitý jsou výhodnými ochrannými medii.
Na připojeném výkresu je zjednodušený schematický řez rafinačního konvertoru k podpovrchové rafinaci oceli podle vynálezu, který se hodí zvláště k provádění procesu argon-kyslíkové rafinaoe delcarburizační.
Rafinační konvertor 1 sestává z boční stěny 2 a dna 3, které na sebe navazují a vytvářejí vnitřní objem 4, který nepřesahuje 707,5 dm a s výhodou nepřesahuje 566,4 dm\ Vnitřní objem £ činí 2 až 3 násobek objemu roztaveného kovu určeného k rafinaci a s výhodou představuje přibližně 2,3 až 2,9 násobek objemu roztaveného kovu. Boční stěna 2 a dno 3 mají vnější tenké kovové obložení, označované jako plást 5, který je vyložen vyzdívkou žáruvzdornou. Při provedení podle výkresu sestává vyzdívka ze tří částí: bezpečnostní vyzdívky 6 přiléhající k plášti ze žáruvzdorné výplně 7, přiléhající k bezpečnostní vyzdívce 6, a z pracovní vyzdívky 8, jež sousedí na jedné straně se žáruvzdornou výplní 2 a na druhé straně tvoří vnitřní objem 4. Pro snadnou interpretaci jsou různé části vyzdívky na výkresu znázorněny jako hladké. Pracovníkům v oboru je známo, že součásti vyzdívky mohou být z jednotlivých cihel a potom je obrys žáruvzdorné vyzdívky stupňovitý. V takovém případě jsou hladké čáry na výkresu aproximací. Mezi preferované materiály na bezpečnostní vyzdívku 6 se počítá chrommagnesit. Mezi preferované materiály na žáruvzdornou výplň 7 se počítá chrommagaesit a oxid zirkoničitý. Výhodnými materiály na pracovní vyzdívku 8 jsou chrommagaesit a dolomit.
Rafinační konvertor χ je opatřen alespoň jednou dyšnou 9, kterou se dmychá při rafinaci plyn do roztaveného kovu, obsaženého v konvertoru 1_. Při rafinaci je hladina taveniny nejméně 25,4 cm, s výhodou nejméně 28 cm nad místem vstupu dmychaného vzduchu z alespoň jedné dyŠny 9,. Ačkoliv to na obrázku není znázorněno, je pracovníkům v oboru zřejmé, že dyšna 9 je spojena se zdrojem rafinačního plynu nebo rafinačních plynů. Na výkresu je znázorněno preferované provedení konvertoru k rafinaci oceli s bočním dmycháním, kde dyšna 9 prochází boční stěnou 2 a přivádí dmychaný plyn do ocelové tavby kolmo k ose 10 nebo pod úhlem 45 0 k ose 10 konvertoru χ. Dyšna nebo dyšny 3 mohou také procházet dnem 3, což umožňuje přivádět plyn do konvertoru χ rovnoběžně s osou 10 nebo pod úhlem 45 °.
Rafinační konvertor χ je opatřen víkem 11, připojeným k boční stěně 2, a tvořícím hrdlo 12 konvertoru χ, kterým se přivádí nerafinovaná ocel a rafinovaná ocel se jím odvádí z konvertoru χ. V provedení na výkresu je víko χχ z lité žáruvzdorné hmoty. Alternativně může být víko 11 vyzděno z cihel.
Vhodným materiálem na lité víko 11 je odlévatelný žáruvzdorný materiál s vysokým podílem oxidu hlinitého a s nízkým podílem fosforu. Na zděné víko 11 se dává přednost chrommagnesitu nebo dolomitu.
CS 275 836 B6
Litému víku 11 se dává přednost, protože se snáze tvaruje do tvaru povrchu 13, který je v podstatě kolmý k 03e 10 konvertoru £ a je obrácen k lázni roztaveného kovu, čímž snižuje vyhazování roztaveného kovu z konvertoru během rafinace, bez nutnosti větší vůle, což snižuje tepelné ztráty při rafinaci tím, že je vytvořen povrch sálající teplo zpět do taveniny a snižuje se vnikání vzduchu do konvertoru, čímž je umožněno konstruovat hrdlo 12 konvertoru menší a pro vnikající vzduch se tvoří větší překážka.
Boční stěna 2 je tvořena svislou sekcí 14 a skloněnou sekcí 15. Svislá sekce 14 je v podstatě rovnoběžná s osou 10 konvertoru £, a tím je v podstatě kolmá ke dnu 3. Svislá sekce 14 je vzdálena ode dna 3 a skloněná sekce 15 v tomto prostoru navazuje na přímou sekci 14 a na dno 3. Výška M svislé sekce 14, to je délka přímé sekce, kolmé ke dnu, je nejméně 1,6 a s výhodou 1,8 násobkem výšky N skloněné sekce 15, to je délky skloněné sekce 15, kolmé ke dnu 3. Konvertor £ má tak poměrně podlouhlý a štíhlý tvar. Jak patrno, je celková délka boční stěny 2· součtem výšek M a N. Výška M nemá výšku N přesahovat více než 3,0 krát.
Objem definovaný skloněnou sekcí £2» což je na výkresu objem pod čárkovanou čarou £6, není větší než 30 % a s výhodou nejméně 15 % než celkový vnitřní objem 4 konvertoru £. Ha výkresu je celkový vnitřní objem 4 pod čárkovanou čarou 17.
Tak zůstává menší podíl roztaveného kovu ve spodní části konvertoru £ při rafinaci než dosud běžný podíl.
Další metodou specifikování podlouhlého a štíhlého tvaru konvertoru £ k rafinaci oceli je stáhnout průměr K objemu svislé sekce 14 k výšce N skloněné sekoe 15. kde K je průměr svislé sekce 14, jako s výhodou nejméně jeden a půl násobek, avšak maximálně 2,0 násobek výšky N skloněné sekce £5.
Je také důležité ke správné funkci konvertoru k rafinaci oceli podle vynálezu, aby minimální průměr prostoru definovaného skloněnou sekcí 15, to je průměr L na dně skloněné sekce 15, když je konvertor ve svislé poloze, byl alespoň 0,3 násobkem výšky N skloněné sekce 15. Na výkresu je tento průměr definován jako L. Je to důležité pro malé rozměry konvertoru a zvláště používá-li se bočního dmychání, jestliže protilehlé strany skloněné sekoe 15 se příliš sbíhají.
V sousedství vstupu dmýchaných plynů by docházelo nevýhodně k příliš velkému opotřebování žáruvzdorné vyzdívky. Poměr L ku M je s výhodou minimálně 0,5 a je výhodné nepřekročení tohoto poměru nad”1,5. V praxi by všeobecně tento průměr měl být nejméně 152,4 mm.
Podlouhlý a štíhlý konvertor k rafinaci oceli podle vynálezu je neobvyklým řešením problému netolerovatelných tepelných ztrát v malé rafinační nádobě vlivem velkého poměru povrchu k objemu. Zřejmým konstrukčním řešením takového problému je udělat nádobu pokud možno kulového tvaru, protože je dobře známo, že poměr povrchu k objemu jakékoliv dané hmoty se blíží minimu, blíží-li se tvar hmoty tvaru koule. Konvertor k rafinaci oceli podle vynálezu se však od běžné konstrukce neuchyluje směrem ke tvaru koule, ale naopak k podlouhlému a štíhlému uspořádání, které by podle běžných znalostí znamenalo špatnou konstrukci z hlediska uchování tepla. Aplikace však proti očekávání ukázaly, že jejich podlouhlý a štíhlý tvar se hodí lépe k rafinaci ocelových taveb, jejichž hmotnost je menší, než přibližně dvě tuny, než více kulový tvar běžných nádob k rafinaci oceli.
Aniž by bylo záměrem řešení podle vynálezu vázat na jakoukoliv teorii, je možné neočekávané výhody řešení podle vynálezu vysvětlit tímto způsobem.
CS 275 836 B6
Ačkoliv konstrukce podle vynálezu připouští větší tepelné ztráty povrchem konvertoru oproti nádobám běžných konstrukcí, umožňuje konstrukce podle vynálezu významné snížení tepelných ztrát hrdlem konvertoru. To je proto, že podlouhlá a štíhlá konstrukce podle vynálezu umožňuje, aby hladina lázně byla úměrně níže než by tomu bylo u běžné konstrukce. Tak zvaná vůle, to je vzdálenost od hladiny taveniny k vrcholu klenby konvertoru, reprezentovaná čarou 21 je nejméně 558,8 mm a s výhodou 711,2 mm. Proto je vystřikování kovu a s ním spojené tepelné ztráty sníženo pod úroveň, která by odpovídala běžné konstrukci a významné množství tepla z hladiny lázně je reflektováno klenbou nádoby nad hladinou a od víka nádoby a vrací se sáláním zpět do lázně. Při řešení podle vynálezu tyto úspory tepla, které by byly ztrátami u rafinačních nádob běžné konstrukce, více než kompenzují ztráty tepla, způsobené zvětšeným povrchem podlouhlého a štíhlého konvertoru. Kromě toho umožňuje rafinační konvertor podle vynálezu, aby nad místem vstupu rafinačních plynů do roztaveného kovu byl dostatečný objem roztaveného kovu, což umožňuje účinné využití rafinačních plynů.
Kdyby hladina taveniny byla hlouběji než 250 mm nad místem vstupu plynů, nebylo by dostatek kovu nad vstupem plynu, aby poskytoval dostatečnou styčnou plochu kovu a plynu, umožňující účinnou rafinaci malé tavby. Kdyby také vůle byla menší než 280 mm, docházelo by k nadměrným ztrátám tepla hrdlem nádoby, což by vedlo k neúčinné rafinaci. Jak vyplývá z vynálezu, čím je velikost ocelové tavby, určené k rafinaci, menší, je optimální nádoba k rafinaci oceli pro takovou tavbu relativně více válcová (delší a užší) než kulovitá. Tento překvapivý jev kontrastuje s dosud běžnými názory na konstrukci ocelářských nádob.
Na výkresu je výhodné provedení rafinačního konvertoru na ocel podle vynálezu, kde tloušťka pracovní žáruvzdorné vyzdívky skloněné sekce 15 v oblasti dyšen 2 není konstantní, avšak v podstatě se trvale zmenšuje od dyšny 9 až do přechodu do svislé sekce 14. Tloušťka vyzdívky je vzdálenost mezi žárovou stranou 18 vyzdívky a chladnou stranou 19 vyzdívky, kolmo k ose 10 konvertoru 2· V tomto výhodném provedení je úhel odklonu žárové strany 18 od osy 10, to je úhel od osy 10 konvertoru 2 větší, než odklon chladné strany 19 od osy 10 konvertoru od dyšny 2 až do uvedeného bodu, takže tloušťka vyzdívky v místě dyšny 2 je nejméně o 10 % větší, než tloušťka vyzdívky v uvedeném bodě. V provedení podle výkresu je uvedeným bodem styk svislé sekce 14 a skloněné sekce 15 boční stěny 2. Toto výhodné uspořádání pracovní vyzdívky 8 umožňuje účinnější využití vyzdívky.
Příklad
Vynález blíže objasňuje tento příklad praktického provedení, který však rozsah vynálezu nijak neomezuje.
Konvertor k rafinaci oceli způsobem argon-kyslíkové dekarburace podle vynálezu je konstruován k rafinaci jednotunových taveb oceli. Objem konvertoru je 368,16 dm\ což je asi 3,4 násobek objemu jedné tuny roztavené oceli. Výška M svislé sekce 14 konvertoru je 736,6 mm a průměr K je 660,4 mm, výška skloněné sekce 15 je 406,4 mm a minimální průměr L konvertoru u dna 2 j® 368,3 mm. Výška M svislé sekce 14 tedy překračuje 1,6 krát výšku N skloněné sekce 15 a minimální průměr L skloněné sekce 15 překračuje 0,3 krát výšku N skloněné sekce 15. Jedna dyšna 2 prochází skloněnou sekcí 15 a ústí do vnitřního objemu 4 asi 50 mm nade dnem. Skloněná sekce 15 v sousedství dyšny 2 úkos od tloušťky u dyšny, kde je 272 mm tlustá ke styku se svislou sekcí 22.» kde je 152,4 mm tlustá, takže skloněné sekce 15 s osou 10 konvertoru svírá úhel 35 °.
C3 275 836 B6
Ve všech ostatních částech konvertoru je tlouštka žáruvzdorné vyzdívky 152,4 mm.
Za touto pracovní vyzdívkou 8 je bezpečnostní žáruvzdorná výplň 7, která se nespotřebává a nenahrazuje při každé kampani. Pracovní vyzdívka 8 konvertoru sestává z chrommagnesitu. Víko 11 konvertoru je tvořeno odlévanou žáruvzdornou hmotou s vysokým podílem oxidu hlinitého s rovinnou klenbou, stýkající se s horní částí svislé sekce
14. Hrdlo 12 ve víku 11 je válcové o průměru 355,6 mm a je obráceno diametrálně v opačné poloze oproti dyšně 9 a má sklon 30 0 k ose 10 konvertoru.
Třicet tunových taveb uhlíkových ocelí, vysoko legovaných ocelí a kovů na bázi niklu se rafinuje pomocí konvertoru podle vynálezu. Po těchto třiceti tavbách se tlouštka vyzdívky zmenšila o 108 mm u dyšny. Během těohto taveb nedošlo prakticky k žádnému vylétání kovu a pouze malá část vyzdívky se opotřebila na žárové straně víka. Tepelné ztráty činily přibližně 11,5 °C za minutu, když nebyly žádné plyny dmychány. Usuzuje se, že přibližně 75 nebo více taveb by mohlo být rafinováno před celkovou údržbou pece, jakou je výměna vyzdívky.
Pro srovnání se uvádí tento příklad:
K rafinaci dvoutunových taveb oceli byl konstruován konvertor běžné konstrukce k rafinaci oceli kyslík-argónovou dekarburizací (AOD). Objem konvertoru byl
614.5 dm-3, což je 2,44 krát větší, než objem dvou tun roztavené oceli. Svislá sekoe konvertoru měla výšku 559 mm a průměr 940 mm; skloněná sekoe konvertoru byla vysoká
482.6 mm a měla minimální průměr u dna konvertoru 571,5 mm. Výška svislé sekce byla proto o méně než 1,6 krát vyšší než skloněná sekce a konvertor tedy neměl podlouhlý a štíhlý tvar. Stěnou skloněné sekoe procházely dvě dyšny a ústily do vnitřního objemu přibližně 89 mm nade dnem. Skloněná sekce v sousedství dyšen byla ukosena ve své tloušíce od dyšen, kde byla tlustá 229 mm až k průniku se svislou sekcí, kde byla tlustá 152 mm, takže žárová strana skloněné sekoe byla skloněna o 26 0 k ose konvertoru. Tloušíka pracovní žáruvzdorné vyzdívky byla 152 mm ve všech částech konvertoru kromě skloněné sekce. Za touto pracovní žáruvzdornou vyzdívkou byla bezpečnostní žáruvzdorná vyzdívka, která se neopotřebovává a nenahrazuje se po každé kampani. Pracovní vyzdívka konvertoru byla z magaezitochromité žáruvzdorné hmoty. Víko konvertoru bylo z lité žáruvzdorné hmoty obsahující vysoký podíl oxidu hlinitého s rovinnou žárovou plochou, kde se stýkala s horní částí svislé sekce. Licí hrdlo ve víku bylo válcové a melo průměr 355,6 mm a bylo orientováno diametrálně oproti dyšnám a bylo skloněno o 30 0 k ose konvertoru.
Konvertoru bylo použito k rafinaci dvoutunových taveb vysoce legovaných a nízko legovaných ocelí. Po 22 takových tavbách došlo k poruše konvertoru. Žáruvzdorná hmota ve víku konvertoru byla zcela opotřebena a v průběhu taveb vystříklo značné množství roztaveného kovu z konvertoru. Po 22 tavbách se u dyšen opotřebovalo přibližně 89 mm žáruvzdorné vyzdívky.
Z porovnání výsledků vyplývá, že konvertor k rafinaci oceli podle vynálezu umožňuje daleko účinnější rafinaci ocelových taveb o hmotnosti do dvou tun v porovnání s běžně konstruovanými rafinačními nádobami.
Claims (9)
- PATENTOVÁ NÁROKY1. Rafinační konvertor k rafinaci ocelových taveb o malé hmotnosti, zejména do dvou tun, vyznačující se tím, že sestává z boční stány (2) a ze dna (3), jež spolu uzavírají objem (4) rovný 2,0 až 3,9 násobku ocelové tavby, maximálně 707»5 dnP, přičemž boční stěna (2) sestává ze svislé sekce (14) vzdálené ode dna (3) a kolmé ke dnu (3) a ze skloněné sekce (15), vložené mezi dno (3) a boční stěnu (2) a navazující na ni a na dno (3), přičemž výška (M) svislé sekce (14) je nejméně 1,6 násobkem výšky (N) skloněné sekce (15) a objem vytvořený skloněnou sekcí (15) nepřesahuje 30 % celkového objemu (4) konvertoru (1) a minimální průměr (L) je nejméně 0,3 násobek výšky (N) skloněné sekce (15), přičemž boční stěnou (2) nebo dnem (4) prochází alespoň jedna dyšna (9), připojitelná potrubím ke zdroji kyslíku nebo inertního plynu.
- 2. Rafinační konvertor podle bodu 1, vyznačující se tím, že jeho svislá sekce (14) má výsku (M) rovnou nejméně 1,8 násobku výšky (N) skloněné sekoe (15).
- 3. Rafinační konvertor podle bodu 1, vyznačující se tím, že jeho vnitřní objemO (4) nepřesahuje 566,4 dm.
- 4. Rafinační konvertor podle bodu 1, vyznačující se tím, že objem definovaný skloněnou sekcí (15) činí nejméně 15 % celkového objemu (4) konvertoru (1).
- 5. Rafinační konvertor podle bodu (1), vyznačující se tím, že k boční stěně (2) je připevněno žáruvzdorné víko (11), jehož vnitřní povrch (13) je alespoň částí při vztyčené poloze konvertoru orientován směrem k roztavené kovové lázni.
- 6. Rafinační konvertor podle bodu 1, vyznačující se tím, že minimální průměr (L) objemu definovaného skloněnou sekcí (15) činí nejméně 0,5 násobek výšky (N) skloněné sekce (15)·
- 7· Rafinační konvertor podle bodu 1, vyznačující se tím, že průměr (K) objemu, definovaného svislou sekcí (14), činí nejméně 1,5. násobek a maximálně 2,0 násobek výšky (N) skloněné sekce (15).
- 8. Rafinační konvertor podle bodu 1, vyznačující se tím, že výška (M) svislé sekce (14) nepřesahuje 3,5 násobek výšky (N) skloněné sekce (15)·
- 9. Rafinační konvertor podle bodu 1, vyznačující se tím, že minimální průměr (L) objemu definovaného skloněnou sekcí (15) nepřesahuje 1,5 násobek výšky (N) skloněné 3ekce (15)·
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/846,800 US4647019A (en) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | Very small refining vessel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS275836B6 true CS275836B6 (en) | 1992-03-18 |
Family
ID=25298982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS8793A CS275836B6 (en) | 1986-04-01 | 1987-01-05 | Refining converter for refining steel blows of small weight, particularly up to two tons |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647019A (cs) |
| EP (1) | EP0239717B1 (cs) |
| JP (1) | JPS62235415A (cs) |
| KR (1) | KR920000521B1 (cs) |
| AT (1) | ATE58177T1 (cs) |
| AU (1) | AU588658B2 (cs) |
| BR (1) | BR8700010A (cs) |
| CA (1) | CA1310193C (cs) |
| CS (1) | CS275836B6 (cs) |
| DE (1) | DE3765966D1 (cs) |
| ES (1) | ES2018481B3 (cs) |
| MX (1) | MX165748B (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305115B6 (cs) * | 2013-10-21 | 2015-05-06 | Žďas, A.S. | Rafinační pánev |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436210A (en) * | 1993-02-04 | 1995-07-25 | Molten Metal Technology, Inc. | Method and apparatus for injection of a liquid waste into a molten bath |
| US5679132A (en) * | 1995-06-07 | 1997-10-21 | Molten Metal Technology, Inc. | Method and system for injection of a vaporizable material into a molten bath |
| KR100690287B1 (ko) | 2005-09-02 | 2007-03-09 | 삼성전자주식회사 | 하드디스크 드라이브, 하드디스크 드라이브의 자기 헤드파킹 방법 및 그 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을기록한 기록매체 |
| US8539785B2 (en) * | 2009-02-18 | 2013-09-24 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Condensing unit having fluid injection |
| WO2017203394A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | Sabic Global Technologies B.V. | Removable upper portions of ladles, ladles including the same, and related systems and methods for use in molten metal processing |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1338655A (en) * | 1918-11-13 | 1920-04-27 | Richard S Mccaffery | Bessemerizing iron |
| US3724830A (en) * | 1969-08-15 | 1973-04-03 | Joslyn Mfg & Supply Co | Molten metal reactor vessel |
| US3816720A (en) * | 1971-11-01 | 1974-06-11 | Union Carbide Corp | Process for the decarburization of molten metal |
| US3934863A (en) * | 1974-03-11 | 1976-01-27 | Uddeholms Aktiebolag | Apparatus for refining molten metal and molten metal refining process |
| SE395911B (sv) * | 1974-04-16 | 1977-08-29 | Uddeholms Ab | Behandling av metallsmelta i keramiskt infordrat reaktionskerl |
| US4208206A (en) * | 1977-03-31 | 1980-06-17 | Union Carbide Corporation | Method for producing improved metal castings by pneumatically refining the melt |
| DE2737832C3 (de) * | 1977-08-22 | 1980-05-22 | Fried. Krupp Huettenwerke Ag, 4630 Bochum | Verwendung von im Querschnitt veränderlichen Blasdüsen zur Herstellung von rostfreien Stählen |
| US4190435A (en) * | 1978-10-25 | 1980-02-26 | Uddeholms Aktiebolag | Process for the production of ferro alloys |
| BE872983A (fr) * | 1978-12-21 | 1979-04-17 | Centre Rech Metallurgique | Perfectionnements aux dispositifs pour l'affinage pneumatique de la fonte |
| JPS572447Y2 (cs) * | 1979-11-21 | 1982-01-16 | ||
| EP0030360B2 (de) * | 1979-12-11 | 1988-09-28 | Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshütte mbH | Stahlerzeugungsverfahren |
| DE3031680A1 (de) * | 1980-08-22 | 1982-03-11 | Klöckner-Werke AG, 4100 Duisburg | Verfahren zur gaserzeugung |
| JPS6017011A (ja) * | 1983-07-07 | 1985-01-28 | Daido Steel Co Ltd | ガス吹込み精錬容器 |
-
1986
- 1986-04-01 US US06/846,800 patent/US4647019A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-22 CA CA000526038A patent/CA1310193C/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-01-05 DE DE8787100061T patent/DE3765966D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-01-05 JP JP62000090A patent/JPS62235415A/ja active Granted
- 1987-01-05 MX MX004850A patent/MX165748B/es unknown
- 1987-01-05 BR BR8700010A patent/BR8700010A/pt not_active IP Right Cessation
- 1987-01-05 AT AT87100061T patent/ATE58177T1/de active
- 1987-01-05 ES ES87100061T patent/ES2018481B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-01-05 EP EP87100061A patent/EP0239717B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-01-05 KR KR1019870000059A patent/KR920000521B1/ko not_active Expired
- 1987-01-05 CS CS8793A patent/CS275836B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1987-01-05 AU AU67116/87A patent/AU588658B2/en not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305115B6 (cs) * | 2013-10-21 | 2015-05-06 | Žďas, A.S. | Rafinační pánev |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0239717B1 (en) | 1990-11-07 |
| AU588658B2 (en) | 1989-09-21 |
| US4647019A (en) | 1987-03-03 |
| BR8700010A (pt) | 1988-01-12 |
| CA1310193C (en) | 1992-11-17 |
| ES2018481B3 (es) | 1991-04-16 |
| EP0239717A1 (en) | 1987-10-07 |
| JPS62235415A (ja) | 1987-10-15 |
| DE3765966D1 (de) | 1990-12-13 |
| KR870010200A (ko) | 1987-11-30 |
| AU6711687A (en) | 1987-10-08 |
| JPH0416526B2 (cs) | 1992-03-24 |
| KR920000521B1 (ko) | 1992-01-14 |
| MX165748B (es) | 1992-12-03 |
| ATE58177T1 (de) | 1990-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jalkanen et al. | Converter steelmaking | |
| US6468467B1 (en) | Method and apparatus for vacuum decarburization refining of molten steel | |
| US3701519A (en) | Apparatus for the continuous refining of metals | |
| ES2847874T3 (es) | Proceso de fundición directa | |
| EP1511871B1 (en) | Refining ferroalloys | |
| GB2121936A (en) | Lance structure and oxygen-blowing process for top-blown converters | |
| CS275836B6 (en) | Refining converter for refining steel blows of small weight, particularly up to two tons | |
| CA1225833A (en) | Coal gasification reactor of the type employing a bath of liquid metal | |
| US4708738A (en) | Method for refining very small heats of molten metal | |
| CS262411B2 (en) | Process for the production of steel in converter | |
| US4462825A (en) | Method for increasing the scrap melting capability of metal refining processes | |
| JP3752051B2 (ja) | スクラップ溶解方法及びスクラップ溶解用ランス | |
| US5378260A (en) | Two-zone countercurrent smelter system and process | |
| JPH0129857B2 (cs) | ||
| Dutta et al. | Oxygen Steelmaking Processes | |
| NO840034L (no) | Staalfremstilling ved bruk av kalsium-karbid som brensel | |
| US3774893A (en) | Steel making converter | |
| US3801304A (en) | Processes for the conversion of iron into steel | |
| Pehlke | Pneumatic steelmaking | |
| AU783471B2 (en) | A direct smelting vessel | |
| US3926618A (en) | Process for refining low-phosphorus pig iron to make steel | |
| JPS62116712A (ja) | スプラツシユランスを有する溶解・製錬容器 | |
| JP4211631B2 (ja) | 転炉型反応容器の炉口金物溶損防止方法 | |
| AU1133097A (en) | Continuous smelting and refining of iron | |
| JP2020128586A (ja) | 溶鉄の送酸精錬方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20020105 |