DD250722A5

DD250722A5 - Verfahren zur kuehlung von sauerstoff-einblasduesen bei der sauerstoffbehandlung von roheisen oder stahl

Info

Publication number: DD250722A5
Application number: DD86296527A
Authority: DD
Inventors: Eckehard Foerster
Original assignee: Neue Hamburger Stahlwerke Gmbh,De
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1986-11-21
Publication date: 1987-10-21
Also published as: CN86107834A; JPH0137447B2; HUT43650A; KR870005102A; FI864322A0; FI864322A; CS262680B2; CS861586A2; PL262478A1; EP0223991A1; BR8605740A; DE3541909C1; ZA867898B; HU195257B; JPS62196315A; AU6466386A

Abstract

Verfahren zum Kuehlen mindestens einen Kuehlmantel aufweisender Sauerstoff-Einblasduesen bei der Sauerstoff-Behandlung von Roheisen oder Stahl in einem metallurgischen Gefaess, z. B. bodenblasenden Konverter, Siemens-Martin- oder Elektroofen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein von arbeitsschutztechnischen Gesichtspunkten sicheres Verfahren zu schaffen, bei dem eine Explosion durch Eindringen der Kuehlfluessigkeit in den fluessigen Stahl bei Bruch einer Einblasduese nicht mehr auftreten kann und eine ausreichende Kuehlwirkung sichergestellt ist. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass als Kuehlfluessigkeit ein fluessiges Metall verwendet und dieses im Kreislauf ueber einen Waermeaustauscher zur Abfuhr der in der Sauerstoff-Einblasduese aufgenommenen Waerme umgepumpt wird. Figur

Description

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Behandlung von flüssigem Eisen, insbesondere Roheisen oder Stahl, mit Sauerstoff wurde in der Vergangenheit hauptsächlich so durchgeführt, daß Sauerstoff auf das Metallband aus wassergekühlten Düsen aufgeblasen wurden, die ihrerseits aus Kupfer bestanden. So begann die Sauerstoffmetallurgie. Schon in der Anfangszeit der Sauerstoff metallurgie war das Aufblasen des Sauerstoffes jedoch nich unumstritten. So wurde versucht, Sauerstoff von unten direkt in dasflüssige Eisen oder in den flüssigen Stahl einzublasen. Dazu ist mit wassergekühlten Düsen gearbeitet worden, die wiederum ihrerseits aus Kupfer aufgebaut wurden. Diese wassergekühlten Einblasdüsen sind insoweit problematisch, als bei einem Bruch der Einbiasdüsen Wasser in die flüssige Schmelze gedrückt wird, was zu schweren Explosionen führen kann. Um diese Gefahr zu reduzieren, wurde das Wasser durch die Einblasdüsen gesaugt, das reduzierte jedoch gleichzeitig die Kühlleistung. Andererseits ist bekannt, daß das Einblasen von Sauerstoff von unten in die Schmelze hinein beachtliche Vorteile bringt. Die Bedingungen für die Bildung der Kohlenoxidblasen bei der Entkohlung sind wegen der Keimbildung günstiger. Die Blasgeschwindigkeit kann erhöht werden und der sogenannte Auswurf wird verringert. Sehr wesentlich ist auch, daß dem Sauerstoff Kalk beigegeben werden kann. Dabei wird die metallurgische Wirksamkeit des Kalkes aus verschiedenen Gründen wesentlich verbessert. Im übrigen ist vorgeschlagen worden, das Einblasen von Sauerstoff von unten in die Schmelze hinein auch bei Siemens-Martin-Öfen durchzuführen. Hier wird mit gasgekühlten Düsen gearbeitet. Bei zwei konzentrisch angeordneten Rohren wird durch dasinnere Rohr Sauerstoff in die Schmelze eingeführt, durch das äußere Rohr ein Kühlgas, nämlich Erdgas. Diese Verfahrensweise ist auch auf Konverter übertragen worden. Es ist bekannt, auch Schrott mit Kohle und Sauerstoff einzuschmelzen. Es sind beachtliche Nachteile zu erkennen. Bei einer Kühlung mit einem Erdgas nimmt die Schmelze Wasserstoff auf, der für die meisten Stahlqualitäten sehr schädlich ist und entweder über eine Vakuumentgasung oder über ein Spülen mit Argon entfernt werden muß. Der Erdgasverbrauch verursacht nicht unerhebliche zusätzliche Kosten. Darüber hinaus brennen die Einblasdüsen gelegentlich unkontrolliert ab, was zu Durchbrüchen des metallurgischen Gefäßes führen kann.

Es ist bekannt, als Kühlflüssigkeit Wasser zu verwenden, wobei die beschriebenen Nachteile auftreten. Es wird nicht im Kreislauf über einen Wärmetauscher geführt, sondern einem Speicher oder Netz entnommen und dem Abwasser zugeführt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Kühlen mindestens einen Kühlmantel aufweisender Sauerstoff-Einblasdüsen zur Anwendung zu bringen, das einen vom Gesichtspunkt des Arbeitsschutzes sicheren Betrieb der Düsen gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kühlen mindestens einen Kühlmantel aufweisender Sauerstoff-Einblasdüsen bei der Sauerstoff-Behandlung von Roheisen oder Stahl in einem bodenblasenden Konverter, Siemens-Martin-Ofen, Elektroofen oder anderem metallurgischen Gefäß, wobei durch den Kühlmantel eine Kühlflüssigkeit hindurchgeführt wird, und die Sauerstoff-Einblasdüse auf einer Temperatur von unter 600°C gehalten wird, zu schaffen, bei dem eine Explosion durch Eindringen der Kühlflüssigkeit in den flüssigen Stahl bei Bruch einer Einblasdüse nicht mehr auftreten kann und eine ausreichende Kühlwirkung sichergestellt ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Kühlflüssigkeit ein flüssiges Metall verwendet und dieses im Kreislauf über einen Wärmetauscher zur Abfuhr der in der Sauerstoff-Einblasdüse aufgenommenen Wärme umgepumpt wird. Nach bevorzugter Ausführungsform wird ein Flüssigmetall mit Siedepunkt von zumindest 600⁰C verwendet. Als Kühlmittel verwendbare Flüssigmetalle sind Natrium und Kalium sowie deren Legierungen sowie Lithium oder Lithium/Blei-Legierungen, wobei die Temperatur bei Eintritt in den Kühlmantel zwischen -1O⁰C und 600⁰C liegt. Die Kühlung kann aber auch als Heißkühlung mit einem verflüssigten Metall durchgeführt werden, welches bei Eintritt in den Kühlmantel bereits eine Temperatur von 400⁰C oder mehr aufweist.

Für die Kreislaufführung muß mit einer Pumpe gearbeitet werden. Da bei Verwendung eines flüssigen Metalles als Kühlmittel bei Eintritt eines Einblasdüsenbruches die entstehenden Druckwellen nicht zu einem explosionsartigen Auswerfer der Stahlschmelze führen, ist es nicht erforderlich, in einer eingangs beschriebenen Art und Weise das Flüssigmetall gleichsam durch den Kühlmantel der Sauerstoff-Einblasdüse zu saugen. Es besteht vielmehr ,auch die Möglichkeit, das flüssige Metall mit Hilfe einer Pumpe durch den Kühlmantel zu drücken. Das erlaubt einen größeren Mengenstrom und auch dadurch eine intensive Kühlung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles ausführlich erläutert werden. Die Zeichnung zeigt einen Konverter, der eine Sauerstoffblasdüse aufweist.

Ein Konverter 1 besitzt die übliche Gestaltung und eine übliche Auskleidung. Ein Metalllbad 2 und eine Schlackenschicht 3 sind dargestellt. Im Boden 4 des Konverters 1 ist eine Sauerstoff-Einblasdüse 5, mit einem Kühlmantel 6 angeordnet. Das Einblasen des Sauerstoffes, dem ein anderes Gas oder ein Behandlungsmittel für die Schmelze beigegen sein kann, erfolgt so, daß sich über dem Schlackenspiegel gleichsam ein Metallsprudel 7 mit emulgierter Schlacke bildet. Die Kühlflüssigkeit, die in den Kühlmantel 6 der Sauerstoff-Einblasdüse 5 eingeführt wird, ist ein flüssiges Metall, welches im Kreislauf über einen Wärmetauscher 8 umgepumpt wird. Die Pumpe 9 ist im Ausführungsbeispiel als Druckpumpe ausgeführt. Sie kann auch eine Saugpumpe sein. Der Wärmetauscher 8 ist so ausgelegt, daß im Wärmetauscher 8 eine Abfuhr der in der Sauerstoff-Einblasdüse 5 aufgenommenen Wärme erfolgt. Der wärmeabführende Wärmeträger im Wärmeaustauscher 8 ist beispielsweise Wasser, welches bei der Wasserzuführung 10 zugeführt und bei der Wasserabführung 11 abgeführt wird. Der Metallkreislauf wird jn seiner Höhe zweckmäßig so angeordnet, daß der Druck des Flüssigekeitsmetalls in der Einblasdüse 5 nur wenig über oder unter dem hydrostatischen Druck des Eisenbades auf der Einblasdüse 5 liegt.

Claims

1. Verfahren zum Kühlen mindestens einen Kühlmantel aufweisender Sauerstoff-Einblasdüsen bei der Sauerstoff-Behandlung von Roheisen oder Stahl in einem bodenblasenden Konverter, Siemens-Martin-Ofen, Elektroofen oder anderem metallurgischen Gefäß, wobei durch den Kühlmantel eine Kühlflüssigkeit hindurchgeführt wird, und die Sauerstoff-Einblasdüse auf einer Temperatur von unter 600⁰C gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlflüssigkeit ein flüssiges Metall verwendet und dieses im Kreislauf über einen Wärmetauscher zur Abfuhr der in der Sauerstoff-Einblasdüse aufgenommenen Wärme umgepumpt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigmetall mit Siedepunkt über 600°Cverwendtwird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigmetall Natrium oder Kalium und/oder deren Legierungen verwendet wird.

4. Verfahre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit Lithium oder eine Lithium/ Blei-Legierung verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung als Heißkühlung mit einem verflüssigten Metall durchgeführt wird, welches bei Eintritt in den Kühlmantel eineTemperaturvon 400°C oder mehr aufweist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dasflüssige Metall mit Hilfe eine'r Pumpe durch den Kühlmantel geführt wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen mindestens einen Kühlmantel aufweisender Sauerstoff-Einblasdüsen bei der Sauerstoff-Behandlung von Roheisen oder Stahl in einem bodenblasenden Konverter, Siemens-Martin-Ofen, Elektroofen oder in einem anderen metallurgischen Gefäß, wobei durch den Kühl mantel eine Flüssigkeit hindurchgeführt wird und die Sauerstoff-Einblasdüse auf einer Temperatur von unter 600 ⁰C gehalten wird.