DE1178872B - Sauerstoffgeblaeseeinrichtung bei einer Stahl-frischanlage, insbesondere bei einem Siemens-Martin-Ofen - Google Patents

Sauerstoffgeblaeseeinrichtung bei einer Stahl-frischanlage, insbesondere bei einem Siemens-Martin-Ofen

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DE1178872B
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oxygen
lance
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Arthur John Kesterton
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Alan Vernon Williams
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PORT TALBOT
Steel Company of Wales Ltd
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/4606Lances or injectors

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Description

  • Sauerstoffgebläseeinrichtung bei einer Stahlfrischanlage, insbesondere bei einem Siemens-Martin-Ofen Die Erfindung betrifft eine Sauerstoffgebläseeinrichtune, bei einer Stahlfrischanlage, insbesondere bei einem Siemens-Martin-Ofen, mit einem länglichen überdeckten Schmelzraum, dessen Decke eine Öffnung für eine Blaslanze zum Einführen eines Sauerstoffstrahls auf die Beschickung des Ofens aufweist.
  • Man hat bereits Stahlfrischanlagen derart ausgebildet, daß die längliche Decke des Schmelzraums mit einer Öffnung versehen wurde, in der eine Blaslanze zwecks Einführung eines Sauerstoffstrahls auf die Beschickung des Ofens angeordnet war.
  • Man hat solche Blaslanzen auch bereits mit einem Vorschubapparat verbunden, mittels dessen sie in das Bad eingetaucht wurden. Man hat ferner auch bereits eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Blasen von Gasen gegen die Oberfläche von Metallschmelzen mit mehreren über dem Bad angeordneten Düsen in Vorschlag gebracht. Bei dieser Einrichtung verliefen die Strahlenrichtungen der zu einer Gruppe zusammengefaßten Düsen schräg nach außen von der Achse der Düsengruppe divergierend gegen die Badoberfläche.
  • Demgegenüber wird die Sauerstoffgebläseeinrichtung bei einer Stahlfrischanlage erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Blaslanze in der Deckenöffnung einziehbar und absenkbar angeordnet ist, wobei das untere Ende der Blaslanze gegenüber der Vertikalrichtung abgewinkelt ist und die Blaslanze in der abgesenkten Arbeitslage mit einer Querstange in einen Schlitz einer oberhalb der Ofendecke auf einer Tragkonstruktion angeordneten Führung eingreift.
  • Durch diese Anordnung wird eine genaue Regulierung des Sauerstoffstrahls und seiner Wirkung auf die Oberfläche der Beschickung ermöglicht. Es wird in ähnlicher Weise wie bei der bekannten Blasvorrichtung mit zu einer Gruppe zusammengefaßten schräg nach außen blasenden Düsen die auf der Badoberfläche schwimmende Schlacke an der Stelle, wo der Sauerstoffstrahl auftrifft, fortgeblasen, so daß die blanke Badoberfläche dem Blasstrahl ausgesetzt wird.
  • Darüber hinaus wird aber der bei der bekannten Einrichtung auftretende Nachteil vermieden, daß das Material auf die Wände des Ofens aufspritzt, was die Lebensdauer des Ofens ungünstig beeinflußt.
  • Besonders wichtig ist die abgewirikelte oder gebogene Ausgestaltung des Gebläseendes, da hierdurch die Reaktionszone aus dem Bereich des Gebläses selbst herausverlegt wird, so daß infolgedessen auch der Verschleiß des Gebläses wesentlich vermindert und seine Lebensdauer erhöht wird. Die Abbiegung der Gebläsedüse kann vorteilhaft in Form eines Winkels von etwa 250 ausgeführt sein.
  • Die Durchführungsstelle für die Blaslanze in der Decke wird zweckmäßig dadurch geschützt, daß die Öffnung in einem in die Ofendecke eingelassenen Futter angeordnet ist, das hitzebeständiger ist als die Decke. Die Lanze selbst ist, wie schon ihre Bezeichnung sagt, langgestreckt ausgebildet, wobei die zum Halten derselben in der Arbeitsstellung dienende Vorrichtung zweckmäßig am oberen Ende der Lanze angeordnet wird. Die Lanze umfaßt ein Sauerstoffrohr, aus dessen unterem Ende der Sauerstoff ausströmt. Dieses Rohr ist. erfindungsgemäß von einer Kühleinrichtung umgeben.
  • Die Kühleinrichtung kann zweckmäßig aus das zentral angeordnete Sauerstoffrohr umgebenden und längs dieses Rohres verlaufenden Rohren bestehen, in denen das Kühlwasser abwärts fließt, während das Kühlwasser in dem Raum, dervon dem Mantel der Blaslanze und dem Sauerstoffrohr und den Kühlrohren gebildet wird, zurückfließt.
  • Diese Kühleinrichtung kann z. B. so ausgebildet sein, daß eine ringförnüge Platte in dem Raum zwischen dem unteren Ende des vorerwähnten röhrenförmigen Gliedes und dem zur zentralen Lagerung dieses unteren Endes dienenden Körper vorgesehen ist, wobei um das röhrenförtnige Glied eine Anzahl von Rohrleitungen winkelförmig im Abstand angeordnet ist, deren untere Enden kurz- vor der ringförmicren Platte aufhören. Dabei läßt man zweckmäßig die oberen Enden der Kühlrohre in einen gemeinsamen Raum münden, der mit einem abwärts gebogenen Rohr für die Zuführung des Kühlmittels versehen ist, wobei das Kühlmittel, das in dem einerseits vom Sauerstoffrohr und den Kühlrohren und andererseits von dem Mantelrohr gebildeten Raum zurückfließt, durch ein am oberen Ende des Mantelrohres angebrachtes, nach abwärts gebogenes Rohr in abgeführt wird.
  • In der Deckenöffnung ist eine Kühleinrichtung aus einem gewundenen Rohr vorgesehen, das den in der Deckenöffnung befindlichen Teil der Blaslanze umgibt. Das Düsenende der Blaslanze kann zweckmäßig aus Kupfer bestehen.
  • Die Erfindung soll nun an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben werden. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt eines Siemens-Martin-Ofens, in dem sich das Sauerstoffgebläse in der abgesenkten Stellung oder Arbeitsstellung befindet, F i g. 2 einen Querschnitt eines Siemens-Martin-Ofens gemäß der Schnittlinie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3 eine Teilansicht des Sauerstoffgebläses mit teilweise fortgelassenen Wandungen, um die Kühlanordnung sichtbar zu machen, F i g. 4 eine senkrecht geschnittene Darstellung des Sauerstoffgebläses gemäß F i g. 3, F i g. 5 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie 5-5 in F i g. 3, welcher die Anordnung der Kühlrohre um das mittlere Sauerstoffrohr verdeutlicht, F i g. 6 eine schaubildliche Darstellung der Führung für das Satierstoffgebläse und F i g. 7 eine schaubildliche Ansicht der wassergekühlten Kühlschlange, welche in der öffnung der Decke des Siemens-Martin-Ofens angeordnet ist.
  • In F i g. 1 ist die Sauerstoffgebläsevorrichtung mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, welche durch ein Seil 2 getragen wird, das sich über eine Seilscheibe 3 erstreckt, die an der Decke eines Gebäudes befestigt ist, das einen Siemens-Martin-Ofen mit dem Schmelzraum 4 enthält. Das Seil 2 erstreckt sich horizontal zu einer weiteren Seilscheibe 5 und abwärts zu den Fördertrommeln 6 einer elektrisch betriebenen Winde 7, welche auf den Trägern über dem Ofen oder in irgendeiner anderen geeigneten Stellung befestigt ist.
  • Die Gebläsevorrichtung 1 erstreckt sich abwärts durch eine öffnung 8 in der Decke 9 des Schmelzraumes 4 des Siemens-Martin-Ofens. Die öffnung 8 befindet sich in einem Futter aus Chrommagnesitziegeln 10, welches in die Decke des Ofens 4 eingesetzt ist.
  • Es ist zu bemerken, daß die Öffnung 8 einem Ende des Futters 10 benachbart gelegen ist. Diese Anordnung der Öffnung in dem Futter soll späterhin beschrieben werden.
  • Innerhalb der öffnung 8 ist eine Kühlschlange 11 angeordnet, welche die Gebläsevorrichtung 1 umgibt. Eine Führung 12 für das Sauerstoffgebläse ist unmittelbar oberhalb der öffnung 8 auf einer Tragkonstruktion 13 angebracht. Die Führung dient dazu, das Gebläse in Stellung zu halten und zu verhindern, daß das Gebläse sich innerhalb des Ofens dreht, wenn es sich in seiner Arbeitsstellung befindet. Die Führung soll ebenfalls späterhin im einzelnen beschrieben werden.
  • In F i g. 3 und 4 ist die Sauerstoffgebläseeinrichtung 1 im einzelnen dargestellt, wobei die Gebläseeinrichtung 1 aus einer Blaslanze 14 besteht, an deren unterem Ende eine Kupferdüse 15 befestigt ist. Das äußerste untere Ende der Düse 15 ist bei 16 in einem Winkel von etwa 251 gebogen. Die längere Seite des gebogenen Teils - wie in F i g. 4 veranschaulicht - besitzt eine Länge von etwa 11,43 cm. Mit dem oberen Ende der Blaslanze 14 ist ein U-förmiges Verbindungsglied 17 verbunden, an welchem das Seil 2 befestigt ist. Die Kühleinrichtung für die Blaslanze besteht aus einem nach unten gebogenen Rohr 18, durch welches das Kühlmittel, z. B. Kühlwasser, zugeführt wird. Das Rohr 18 ist mit den offenen oberen Enden der drei Rohre 19 verbunden, welche ein zentral angeordnetes, den Sauerstoff zuführendes Rohr 20 umgeben, längs dessen sich die Kühlrohre 19 erstrecken. Die Kühlrohre 19 wiederum werden, wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, von einem Mantetrohr umgeben, das in F i g. 3 mit dem die Blaslanze allgemein bezeichnenden Bezugszeichen 14 versehen ist. Das untere Ende der Blaslanze ist durch eine ringförmige Platte 21 geschlossen. Die Kühlrohre 19 endigen kurz vor der Abschlußplatte 21.
  • Wenn das Kühlwasser aus den Enden der Rohre 19 austritt, fließt es - wie durch die Pfeile 22 angedeutet - in den Raum zwischen dem Mantel der Blaslanze 14 und den Rohren 19 und 20. Sobald das Wasser die Kammer 23 erreicht, fließt es durch ein abwärts gebogenes Rohr 24 nach außen. Eine Platte 25 trennt die Wassereinlaßkammer von der Wasserauslaßkammer 23.
  • Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich, ist das Wassereinlaßrohr 18 durch einen Schlauch 37 mit einer Kühlwasserzufuhr verbunden. Ein Schlauch 38 stellt eine Verbindung zu dem Wasserauslaßrohr 24 her, um das erhitzte Wasser zu einer geeigneten Kühlanlage zu leiten. Ein weiterer Schlauch 26 verbindet die Sauerstoffleitung 20 mit einer Sauerstoffquelle. In der Nähe des oberen Endes der Blaslanze 14 ist ein Paar sich radial erstreckender Haltestangen 27 vorgesehen. Diese Stangen sind aus Stahl mit hohem Festigkeitsgrad hergestellt und werden dazu verwendet, um das Gebläse in der Gebläseführung 12 in der im nachstehenden beschriebenen Weise zu halten und einzustellen.
  • Wenn das Sauerstoffgebläse sich in seiner abgesenkten Arbeitsstellung befindet, ist es in der Gebläseführung 12 gelagert, welche in F i g. 6 dargestellt ist. Die Gebläseführung 12 umfaßt eine ringförmige Grundplatte 28. Von dieser Grundplatte 28 erstrecken sich senkrecht nach aufwärts gebogene vordere Rohre 29 sowie gebogene hohe rückwärtige Rohre 30. Die Rohre 29 und 30 sind derart gebogen, daß ihre unteren Teile Schlitze 31 bilden. Diese Schlitze 31 nehmen die an dem Sauerstoffgebläse angebrachten Haltestangen 27 auf.
  • Vertikal sich erstreckende Ständer 32 stützen die Rohre 29 und 30 ab und verbinden sie mit der Grundplatte 28. Die gesamte Konstruktion der Gebläseführung ist aus Stahl hergestellt.
  • Die Führung 12 wird auf der Decke des Siemens-Martin-Ofens derart in Stellung gebracht, daß die Achse des von dem Sauerstoffgebläse ausgesandten Sauerstoffstrahls parallel zur Längsachse des Ofens verläuft. Da das Stahlbad durch den Sauerstoffstrahl in beträchtlichem Maße aufspritzt, ist es wünschenswert, den Strahl in Richtung der Längsachse des Ofens zu lenken. Durch die Anordnung der Haltestangen 27 in den Schlitzen 31 der Führung wird verhindert, daß das Sauerstoffgebläse sich dreht, während es in Betrieb ist.
  • Die hohen rückwärtigen Rohre 30 halten die mit dem Sauerstoffgebläse verbundenen Schläuche zusammen, um eine Beschädigung der Schläuche durch eventuell dem Ofen benachbart liegende Hilfsvorrichtungen zu verhindern.
  • Die Führung dient weiterhin dazu, im Falle eines Versagens des Tragseils das Gebläse oberhalb des Ofens abzustützen.
  • In F i 7 ist eine Kühlschlange 11 der Öffnung 8 in der Decke 9 des Ofens dargestellt. Durch Kühlung dieser Öffnung werden die durch die Öffnung entströmenden Ofengase gekühlt, und ihr Angriff auf die Decke sowie auf die Stelle der Öffnung wird beträchtlich verringert.
  • Die Kühlschlange 11 besteht aus einem als Spule 33 ausgebildeten Stahlrohr 11. Das Kühlwasser tritt durch die Wassereinlaßöffnung 34 ein, zirkuliert durch die Spule 33 vom Boden aufwärts und fließt durch die Wasserauslaßöffnung 35 ab.
  • Das Anbringen eines Kühlers in der Deckenöffnung in Form einer durchgehenden Spule bringt den besonderen Vorteil mit sich, daß ein beständiger Fluß des Kühlwassers durch die gesamte Kühlschlange ermöglicht wird. Daraus ergibt sich eine gleiche maximale Durchströmungsgeschwindigkeit durch die ganze Spule. Infolge der konstanten maximalen Durchflußgeschwindigkeit wird die Lebensdauer der wassergekühlten Kühlschlange wesentlich erhöht; z. B. wird eine Erhöhung der Lebensdauer der Kühlschlange um etwa das Fünffache erzielt.
  • Wenn dem Stahlbad innerhalb des Siemens-Martin-Ofens Sauerstoff zugeführt werden soll, wird das Gebläse in die in F i g. 1 und 2 gezeigte Stellung abgesenkt. In dieser Stellung beßndet sich die Düse des Sauerstoffgebläses etwa 10,16 bis 12,7 cm oberhalb des Stahlbades 36. Da Kupfer bei Temperaturen, wie sie innerhalb des Siemens-Martin-Ofens auftreten, schmilzt, wird Wasser durch das Gebläse geleitet, bevor das letztere in den Ofen hinabgesenkt wird. Für die Gebläsedüse wird zweckmäßig Kupfer verwendet, weil Kupfer ein guter Wärmeleiter ist und dadurch die Hitze so schnell wie möglich von der Gebläsedüse weggeführt wird.
  • Durch die Zirkulation des Kühlwassers durch die drei Rohrleitungen, welche um die mittlere, den Sauerstoff zuführende Leitung gruppiert sind, wird die Lebensdauer des Gebläses wesentlich erhöht. Diese Erhöhung ergibt sich auf Grund der Wirbelströmung des mit hoher Geschwindigkeit fließenden Kühlwassers in der kritischen Zone des Gebläses, d. h. der äußersten Spitze des Gebläses. Diese Wirbelströmung, die bei hoher Geschwindigkeit vonstatten geht, ergibt eine größere Kühlwirkung in der Gebläsedüse an der Stelle, wo die Kühlung besonders erwünscht ist.
  • Wenn das Gebläse abgesenkt worden ist, wird Sauerstoff durch die mittlere Leitung 20 geführt. Der Sauerstoff wird aus dem Gebläse in einem Winkel ausgestoßen und prallt auf das Stahlbad auf, wobei er flüssigen Stahl und Schlacke aufspritzen läßt. Der Winkel, in welchem die Düse des Gebläses gebogen ist, wurde auf Grund verschiedener Erwägungen sorgfältig gewählt. Zweckmäßig wählt man diesen Winkel möglichst klein, so daß also das Düsenende der Blaslanze möglichst wenig von der vertikalen Richtung der Blaslanze abweicht. Dabei sind folgende überlegungen zu beachten: An sich ist die Wirkung des Sauerstoffstroms am günstigsten, wenn er auf möglichst kurzem Wege auf die Schlackenschicht auftrifft und in diese eindringt. Diese Bedingung würde bei vertikaler Stellung der Blaslanze ohne Abbiegung des Düsenendes erfüllt sein. Es hat sich indes gezeigt, daß bei solcher Anordnung der Blaslanze ihre Lebensdauer infolge der Spritzwirkung nur sehr kurz ist. Diese Schwierigkeit wird nun durch die Abbiegung des Düsenendes beseitigt; jedoch muß der Winkel sorgfältig gewählt werden, da sonst andere Nachteile auftreten. Dabei ist der günstigste Winkel in Abhängigkeit von der Entfernung der Düsenöffnung von der Oberfläche des Bades zu wählen. Ein Winkel von etwa 251 ist z. B. am günstigsten, wenn das untere Ende der Blaslanze sich ungefähr 12 bis 14 cm oberhalb des Bades, d. h. in einer Entfernung vom Bad, befindet.
  • Dadurch, daß die Düse der vertikalen Lage so nahe wie möglich gehalten wird, wird die Entfernung wesentlich verkürzt, welche der Sauerstoff überbrücken muß, um die Schlackenschicht auf dem Stahl zu durchdringen. Darüber hinaus wird die Größe der Öffnung in der Decke des Ofens vermindert, da die Düse des Gebläses innerhalb dieser Öffnung untergebracht wird, wenn das Gebläse nicht in Betrieb ist.
  • Der Winkel, in welchem die Düse des Gebläses gebogen ist, ist derart ausgewählt, daß die Schlacke, die durch den auf die Oberfläche des Stahlbades auftreffenden Sauerstoffstrahl hochgeschleude-rt wird, gerade an der Düse des Sauerstoffgebläses vorbeigeht. Bei einer Entfernung der Düsenöffnung von etwa 12,7 cm von der Oberfläche des Stahlbades sowie bei einer Abbiegung des Düsenendes gegenüber der vertikalen Richtung von etwa 251 wird es ermöglicht, die Reaktioneone der Schlacke gerade an der Düse des Sauerstoffgebläses vorbeigehen zu lassen. Dabei ist berücksichtigt, daß der Sauerstoff nicht mit parallel verlaufenden Stromfäden aus der öffnung der Blaslanze heraustritt, sondern daß die Stromfäden des austretenden Sauerstoffs etwa um einen Winkel von 7' divergieren.
  • Durch die parallele Lage der Achse des gebogenen Teils des Sauerstoffgebläses zur Längsachse des Siemens-Martin-Ofens wird verhindert, daß der durch den aufprallenden Sauerstoff hochgeschleuderte Stahl die Wände des Ofens berührt. Um die Ofendecke gegen die Möglichkeit einer Beschädigung durch aufspritzende Schlacke zu schützen, ist das Chrommagnesitfutter in der Decke des Ofens derart angeordnet, daß der größere Teil des Futters in der Richtung des aus dem Gebläse ausströmenden Sauerstoffs vorgesehen ist. Da das Chrommagnesitfutter gegenüber der Einwirkung geschmolzener Schlacke widerstandsfähiger ist als der Silikatstein, aus dem der Ofen besteht, wird die Lebensdauer der Ofendecke auf diese Weise beträchtlich verlängert.
  • Vorzugsweise wird unverdünnter freier Sauerstoff handelsüblicher Qualität verwendet; jedoch kann der benutzte Sauerstoff auch einen Zusatz an Luft oder einem inerten Gas enthalten. Falls eine solche Mischung verwendet wird, sollte deren Sauerstoffgehalt größer sein als der der Luft, d. h. also größer als 21 Volumprozent. Bei früheren Verfahren wurde eine Sauerstoffzufuhr von höchstens etwa 1000in3/Std. verwendet. Von einer weiteren Erhöhung der Zufuhrgeschwindigkeit wurde zu Recht keine Verbesserung erwartet, so- lange ein im wesentlichen spitzer Einfallswinkel des Strahls auf die Oberfläche des Stahlbades beibehalten und als die beste Lösung angesehen wurde.
  • Im Gegensatz dazu wird gemäß der vorliegenden Erfindung der in dem Strahl vorhandene Sauerstoffdruck auf annähernd 16 kg/CM2 erhöht, was einer durchschnittlichen Sauerstoffabgabe im Bereich von 1187 bis 1415 M3/Std. entspricht. Ein Vorteil dieser erhöhten Ausstoßgeschwindigkeit besteht darin, daß kein Druckminderungsventil benötigt wird, falls z. B. Sauerstoffverdampfer, die bei einem Druck von annähernd 16 kg/cm2 arbeiten, verwendet werden.
  • Weiterhin wurde gefunden, daß durch diese Art der erhöhten Sauerstoffzufuhr auch das Maß der Entkohlung anwächst. Des weiteren wurde gefunden, daß die schnellere Entfernung des Kohlenstoffs und folglich die kürzere Frischzeit weder eine nachteilige Wirkung auf die Erzielung der Abstichtemperatur noch auf die endgültige Entfernung von Schwefel oder Phosphor hat.
  • Bei dem vorliegenden Verfahren des Einblasens von Sauerstoff bei erhöhter Zufuhrgeschwindigkeit und durch die Decke des Ofens wird mit der Anwendung von Sauerstoff vorzugsweise begonnen, sobald das Bad vollkommen oder praktisch vollkommen geschmolzen ist, bei einem Kohlenstoffgehalt von annähernd 40 Punkten. (Ein »Punkt« entspricht 0,01 Ofo Kohlenstoffgehalt.) Ferner wurde gefunden, daß oberhalb dieses Kohlenstoffspiegels die Reaktion im Bad heftig wird ', wobei eine erhebliche Flammenwirkung auftritt, welche sogar bei vollständiger Abschaltung des Öls stellenweise die Silikatsteine der Decke zum Schmelzen bringt. Auch die Rauchentwicklung aus der Esse ist erheblich.
  • Indes kann unterhalb 0,411/o Kohlenstoff der gesamte Prozeß in dem Ofen vollkommen beherrscht werden. Dabei ist die Ausströmung aus der Esse nicht übermäßig; für gewöhnlich ist sie sogar sehr viel geringer als diejenige, die auf die Einführung von heißem Metall während des normalen Betriebs folgt. Die Rauchentwicklung nimmt schnell ab und ist unterhalb 0,2 % Kohlenstoff sehr gering.
  • Die Spritzwirkung und Badbewegung sind um so größer, je höher der Kohlenstoffgehalt im Bad ist. Ebenso wächst die Spritzwirkung, wenn der Abstand zwischen der Strahlaustrittsöffnung und dem Bad Crößer als etwa 10,16 cm ist. Wenn die Düse 22,8 bis 25,4 cm über das Bad angehoben wird, tritt eine so heftige Spritzwirkung auL daß Tröpfchen sogar die Decke erreichen. Bei richtiger Einstellung aber werden weder die Decke noch die vorderen und hinteren Auskleidungen durch Spritzwirkung beschädigt.
  • Es ist üblich, dem Bad je nach seiner Beschaffenheit entweder oxydisches Eisenerz oder Kalk oder beides kurz vor Beginn des Einblasens von Sauerstoff zuzusetzen, da festgestellt wurde, daß die durch den Strahl erzeugte Bewegung ein ausgezeichnetes Mittel ist, um eine schnelle Reaktion zwischen diesen Zuschlägen und dem Bad hervorzurufen.
  • Es wurde schließlich noch gefunden, daß durch die Zufuhr eines dem Kohlenstoffgehalt des Bades entsprechenden Sauerstoffvolumens zu Beginn des Einblasens der Kohlenstoffgehalt auf die gewöhnlich erwünschte Höchstgrenze von 0,07% herabgemindert werden kann.
  • Durch Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung wird die nachstehende weitere Vereinfachung des Betriebs ermöglicht: Es wird eine Probe zum Prüfraum gesandt, und zwar zum gleichen Zeitpunkt, in dem das Einblasen des Sauerstoffs beginnt. Wenn die Kohlenstoffbestimmung vorliegt, wird die erforderliche Sauerstoffmenge berechnet, und sobald diese Menge zugeführt worden ist, ist der Ofen fertig zum Abstich.
  • Dadurch wird nicht nur der Prüfraum beträchtlicher analytischer Arbeit enthoben, sondern es entsteht auch keine Verzögerung beim Abstich.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung wird gleichzeitig die in der Reaktionszone rings um den Sauerstoffstrahl erzeugte beträchtliche Menge an brennbarem Gas stets mit genügendem, die restlose Verbrennung desselben bewirkendem Sauerstoff versehen.
  • Die Hauptwirkung des mit der Geschwindigkeit gemäß der Erfindung in das Bad eingeführten Sauerstoffs besteht darin, eine beträchtliche Erhöhung des Ausmaßes der Kohlenstoffentfernung hervorzurufen.
  • Die auf einen Ofen von 225 t Nettogewicht ausgeübte Entkohlungswirkung durch Anwendung von Sauerstoff in dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausmaß wird unmittelbar ersichtlich bei einem Vergleich der erfindungsgemäß erreichbaren Entkohlung mit der Entkohlung bei Nichtzuführung von Sauerstoff und anderen sich bei Zuführung von Sauerstoff in bekanntem Ausmaß von etwa 1000 m3/Std. ergebenden Entkohlungen. Bei einer Entnahme von drei Proben gleichen Kohlenstoffgehalts betrug das Durchschnittsmaß der Entkohlung 0,42% Kohlenstoff pro Stunde bei einer durchschnittlichen Sauerstoffzufuhr von 1316 m3/Std. unter Benutzung der erfindungsgemäßen Sauerstoffgebläseeinrichtung, verglichen mit nur 0,1411/o Kohlenstoff pro Stunde fül den Fall, daß kein Sauerstoff zugeführt wird, und 0,35 11/9 Kohlenstoff pro Stunde, wenn die Sauerstoffzufuhr durchschnittlich 1000 m3/Std. beträgt.
  • Es kann daher gefolgert werden, daß in dem normalen Bereich, innerhalb dessen Sauerstoff zur Entkohlung verwendet wird, dadurch eine dreifache Erhöhung der Entkohlung gegenüber der Arbeitsweise ohne Anwendung von Sauerstoff erzielt wird.
  • Weiterhin wird beispielsweise von einem Kohlenstoffgehalt von 0,3511/o an durch die Anwendung von Sauerstoff in dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausmaß die Zeit bis zum Abstich von 142 Minuten bei Nichtverwendung von Sauerstoff auf 49 Minuten vermindert. Bei einem Kohlenstoffgehalt von 0,150flo verringert sich die entsprechende Zeit bis zum Ab- stich auf 33 Minuten, während derselbe Arbeitsgang bei Nichtverwendung von Sauerstoff 95 Minuten erfordert.
  • Aus einem Diagramm, das den spezifischen Verbrauch an Sauerstoff in Kubikmetern pro 0,01% Kohlenstoff je Tonne Stahl gegenüber dem Prozentsatz an Kohlenstoff bei Beginn des Einblasens veranschaulicht, geht eindeutig hervor, daß die Wirksamkeit der Anwendung von Sauerstoff schnell nachläßt, wenn der Kohlenstoffprozentsatz zu Beginn des Einblasens absinkt. Die Herabminderung des Wirkungsgrades vollzieht sich auffallend schnell unterhalb eines Kohlenstoffgehatts von 0,15111e. Dieser Umstand, zusammen mit der zunehmenden Zeiterspamis, je höher der Prozentsatz an Kohlenstoff liegt, bei dem das Einblasen von Sauerstoff begonnen wird, führt zu der Erkenntnis, daß, je höher der Kohlenstoffgehalt zu Beginn des Einblasens ist, desto höher auch - unter allen Gesichtspunkten - der nutzbare Gewinn ist. Die Grenze dieser Möglichkeit bildet die Tatsache, daß oberhalb 0,4511/o Kohlenstoff die Reaktion zu heftig ist. Es wurde demgemäß ein Bereich von diesem Grenzwert abwärts bis zu 0,35% Kohlenstoff als bester Wertbereich für den Beginn des Sauerstoffeinblasens in vollem Ausmaß ausgewählt. Es ist jedoch möglich, den Sauerstoff bei einem höheren Kohlenstoffspiegel in einwandfreier Weise anzuwenden, wenn die zugeführte Menge anfänglich verringert wird, bis der Kohlenstoffgehalt unterhalb etwa 0,4019/o liegt.
  • Die Durchführung des erfindungsgemäßen Einblasens von Sauerstoff durch die Bedienung ist äußerst einfach, wobei das Absenken und Zurückziehen des Gebläses mit Hilfe einer Druckknopfsteuerung von der Schalttafel aus erfolgt und die Sauerstoffzufuhr durch Betätigung eines einzigen Ventils gesteuert wird.
  • Durch die Zuführung von Sauerstoff gemäß der Erfindung durch die Ofendecke und durch Anbringung einer Vorrichtung zum Einziehen des Gebläses oder der Gebläse werden die anderen für einen Siemens-Martin-Olen wesentlichen Arbeitsvorgänge, wie z. B. die Beschickung und der Abstich des Ofens, in keiner Weise gestört, so daß die Erfindung ohne weiteres bei vorhandenen öfen angewendet werden kann. Die Handhabung der Zuleitungsanlage ist außerordentlich einfach, und der Betrieb erfordert sehr wenig manuelle Wartung.
  • In der Praxis hat sich herausgestellt, daß entgegen anderen Erwartungen nur sehr wenig Schlacke oder Metall sich in erstarrter Form an dem in den Ofen eintretenden Teil der Zuleitungsanlage festsetzt.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Sauerstoffgebläseeinrichtung bei einer Stahlfrischanlage, insbesondere bei einem Siemens-Martin-Ofen mit einem länglichen überdeckten Schmelzraum, dessen Decke eine öffnung für eine Blaslanze zum Einführen eines Sauerstoffstrahls auf die Beschickung des Ofens aufweist, gekennzeichnet durch eine einziehbar und absenkbar in der Deckenöffnung (8) angeordnete Blaslanze (14), deren unteres Ende (16) gegenüber der Vertikalrichtung derart abgewinkelt ausgebildet ist, daß die Blaslanze (14) in der abgesenkten Arbeitslage den Sauerstoff auf die Beschickung in einer zur Längsachse des Schmelzraums (4) parallelen Richtung strahlt und die Blaslanze (14) zur Verhinderung einer Drehung in der abgesenkten Arbeitslage mit einer Querstange (27) versehen ist, die in einen Schlitz (31) einer oberhalb der Deckenöffnung (8) auf einer Tragkonstruktion (13) angeordneten Führung (12) eingreift.
  2. 2. Sauerstoffgebläseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläsedüse (15) in einem Winkel von annähernd 25' abgebogen ist. 3. Sauerstoffgebläseeinrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenöffnung (8) für die Blaslanze (14) in der Decke (9) einem Ende des in die Decke eingelassenen Futters (10) benachbart gelegen ist, 3 das hitzebeständiger als das Material der Ofendecke (9) ausgebildet ist. 4. Sauerstoffgebläseeinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzuleitung eine Lanze (14) mit zum Halten der Lanze in der Arbeitsstellung dienender Vorrichtung (1-7, 2, 13), ein zentral angeordnetes Sauerstoffrohr (15, 20) sowie eine dieses Rohr umgebende Kühlvorrichtung, z. B. in Form von zu diesem Rohr längs verlaufenden Kühlrohren (19), die von einem Mantelrohr (14) umgeben sind, umfaßt. 5. Sauerstoffgebläseeinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Platte (21) in dem Raum zwischen dem unteren Ende des röhrenförinigen Gliedes und dem zur zentralen Lagerung des unteren Endes des röhrenförmigen Gliedes dienenden Körper vorgesehen und eine Anzahl von Rohrleitungen (19, 20) winkelförmig im Abstand um das röhrenförinige Glied angeordnet ist, deren untere Enden kurz vor der ringförinigen Platte aufhören, wobei eine Einrichtung zum Transport eines flüssigen Kühlmittels in die Rohrleitungen vorgesehen ist sowie eine weitere Einrichtung, die dazu dient, das Kühlmittel aus der Sauerstofflanze zu entfernen, nachdem es aus den unteren Enden der Rohrleitungen ausgetreten ist und durch den Lanzenkörper nach aufwärts fließt. 6. Sauerstoffgebläseeinrichtung nach Ansprüchen 4 und 5, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung, die aus einem gewundenen, zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit dienenden Rohr (11) besteht, welches in der Deckenöffnung (8) rings üm das erwähnte Zuleitungsrohr angeordnet ist. 7. Sauerstoffgebläseeinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenende des langgestreckten Lanzenkörpers aus Kupfer besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 845 643, 800 001; österreichische Patentschrift Nr. 183 774; »Radex-Rundschau«, 1949, Heft 2, S. 37; »Stahl und Eisen«, 1948, Heft 3/4 vom 29. Januar, S.50.
DEST11783A 1955-12-16 1956-10-11 Sauerstoffgeblaeseeinrichtung bei einer Stahl-frischanlage, insbesondere bei einem Siemens-Martin-Ofen Pending DE1178872B (de)

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DE800001C (de) * 1949-06-14 1950-07-21 Linde Eismasch Ag Duese zum Aufblasen von Sauerstoff auf ein Metallbad
DE845643C (de) * 1949-09-21 1952-08-04 Oesterr Alpine Montan Vorrichtung und Verfahren zum Blasen von Gasen gegen die Oberflaeche von Metallschmelzen
AT183774B (de) * 1952-10-24 1955-11-10 Eitel Hans Joachim Industrie-Flammofen, insbesondere Siemens-Martin-Ofen

Patent Citations (3)

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