DE1433418A1

DE1433418A1 - Blaseinrichtung

Info

Publication number: DE1433418A1
Application number: DE19621433418
Authority: DE
Inventors: Truppe Dipl-Ing Meinhard; Jilek Dipl-Ing Walter
Original assignee: BOT Brassert Oxygen Technik AG
Current assignee: BOT Brassert Oxygen Technik AG
Priority date: 1961-07-21
Filing date: 1962-07-10
Publication date: 1969-03-20
Also published as: AT236424B; US3241825A; GB1008723A; FI41283C; FI41283B

Description

PIlOF. DR. DR. J. RElfSTOTTßR I 4 J J A

DR.-ING. W. BONfE . «MÖNCHEN 15, HAYDNSIRASSS S

BOO? Brassert Oxygen Technik AG in Zürich

Blaseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Blaseinrichtung zur Zuführung des Blasmediums und der Zuschlagstoffe | bei Durchführung von metallurgischen Prozessen, z.B. beim Prischen oder Vorfrischen von Roheisen, "beim !'einen von Stahl, bei der Herstellung von Legierungen u. dgl., wobei das Blasmedium von oben zugeführt wird.

Es sind bereits Blaseinrichtungen für Aufblaseverfahren bekannt, die ein das Blasgas führendes, in eine Lavaldüse endendes Blasrohr aufweisen. Es wurde vorgeschlagen, feinverteilte basische Stoffe, wie Kalk, in die Zuführungsleitung des Blasrohres unter Druck einzubringen und im Blasgas suspendiert dem Bad zuzuführen. Diese bekannten Einrichtungen zeigten verschiedene Nachteile. Es mußten hohe Anforderungen an die Reinheit und an die Struktur der Zuschlagstoffe gestellt werden. Wenn brennbare Verunreinigungen, wie z.B. Kohle- oder Ei3enteilchen, in den Zuschlagstoffen enthalten waren, entzündeten sich diese in Berührung mit dem Sauerstoff und führten oft zu einer Zerstörung der Schlauchleitungen. Man mußte deshalb

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als Werkstoff für die Zuführungsleitungen Chrom-Hickel-Stähle verwenden, die kostspielig sind. Diese Einrichtungen unterlagen auch einem erheblichen mechanischen Verschleiß* Es wurde ferner vorgeschlagen, Zuschlagstoffe, wie feinverteilten Kalk, durch getrennte Zuführungsleitungen in die Entspannungszone des Blasmittels einzuführen! hierbei· wurden die Zuschlagstoffe vom Sauerstoffstrahl angesaugt, mit diesem vermischt und in den Reaktionsbereich des SauerstoffStrahles gebracht. Diese Arbeitsweise hat jedoch den lachteil, daß ein Teil der Energie des SauerstoffStrahles für die Sogleistung verbraucht wird, wodurch sein Jiuftreffdruck auf das Bad herabgesetzt und mitunter geringer wird, als es für den gexiriinschten Ablauf des Frisehprozesses zulässig ist. Wenn die Düse zu sanft bläst, bilden sich sehr eisenoxydreiche Schlacken, wa.s eine Machbehandlung des hergestellten Stahles erforderlich maclrfc und Eisenverluste zur Folge hat.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Fachteile und Schwierigkeiten. Sie hat insbesondere zum Ziel, eine Blaseinrichtung zu schaffen, mit der die Zuschlagstoffe regelbar, ohne Entzündungsgefahr und ohne Gefahr eines übermäßigen Verschleißes der Konstruktions— teile zugeführt iverden können, wobei gleichzeitig die Regelungsmöglichkeit für den Sauerstoffstrahl, d.h. die Möglichkeit, wahlweise mit scharfem oder mit sanftem Strahl zu blasen, erhalten bleibt. Die Blaseinrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das in eine

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Lävaldüse endende Blasrohr he"b- und senkbar in einem konzentrischen, wassergekühlten Fallrohr angeordnet und der Mündungstexl des Blasrohres als ein in den Mündungsteil des Fallrohres einschiebbarer Patfteil ausgebildet ist, so daß in der abgesenkten Stellung des Blasrohres das Fallrohr verschlossen ist. Der Ringraum zwischen Blasrohr und Fallrohr dient zur Zuführung der Zuschlagstoffe. Dieser Ringraum ist mit einem nicht unter Druck stehenden Vorratsbehälter für feinkörnige oder pulverförmige Zuschlagstoffe, z.B. GaO, Koks, Erz, u.dgl., verbunden. Da die Zuführung drucklos erfolgt, ist die Abriebwirkung der Zuschlagstoffe gering· und der Verschleiß der Leitungen minimal.

Das zentrale Blasrohr kann mit einer Spindel oder einer sonstigen geeigneten Einrichtung heb- und senkbar sein. Der Paßteil des Blasrohres und der Sitzteil des Fallrohres sind, jeweils einander entsprechend, zylindrisoh oder kegelstumpfförmig ausgebildet. Vorteilhaft kann an den Sitzteil des Fallrohres nach oben ein kegelstumpfförmiger Teil anschließen, der dann in ein zylindrisches Rohr mit größerem Querschnitt übergeht. Durch Heben und Senken des Blasrohres im Bereich des kegelförmigen Teiles wird eine Ventilwirkung erzeugt, indem der Querschnitt des Ringraumes wahlweise vergrößert oder verkleinert werden kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht somit eine beliebige Regelung sowohl der Menge der zugegebenen Zuschlagstoffe als auch der Energie des Blasütrahles. Der

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Querschnitt des Fallrohres kann, wenn sich das zentrale Blasrohr in höchster Stellung "befindet, für größte Fördermengen ausgelegt sein; wenn sich das Blasrohr in tiefster Stellung befindet, d.h. wenn die als Paßteil ausgebildete ' Düsenspitze in den Sitzteil des Fallrohres eingeschoben ist, ist die Förderung der Zuschlagstoffe unterbrochen und die Düse wirkt als reine Lavaldüse.

Die Blaseinrichtung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt eine Ausführungsform mit konisch" ausgebildetem Sitz- und Paßteil, Fig. 2 eine ähnliche Darstellung mit zylindrischem Sitz- und Paßteil.

In Fig. 1 ist mit'1 das Blasrohr bezeichnet, welches zentral in einem konzentrischen Fallrohr 2 heb- und senkbar angeordnet ist. Der Ringr.aum sx^ischen Blasrohr und Fallrohr ist mit 5 bezeichnet. Der Mündungsteil 4- des Blasrohres besitzt einen konvergierenden Teil 5 und einen divergierenden Teil 6 und wirkt somit als Lavaldüse. Die Außenwand des Blasrohres hat über den größten Teil ihrer länge, d.h. bis zu der Stelle 7, einen gleichmäßigen zylindrischen Querschnitt; das letzte Stück des Mündungsteiles 8 ist als schwach konischer Paßteil ausgebildet, der in den Sitzteil 9 am unteren Ende des Fallrohres paßt. Das Fallrohr hat bis zur Stelle 10 einen zylindrischen Querschnitt. Zwischen dem Sitzteil 9 und dem zylindrischen Teil ist der kegelförmige Teil 11 eingesetzt. Das Fallrohr ist als Mantelrohr ausgebildet, d.h. es besteht aus dem

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eigentliclien Innenrohr 2 und dem Außenrohr 12, die am unteren Ende zusammenhängen. Im Mantelzwischenraum ist ein Leitrohr 13 zur Bildung eines Kühlmittelumlaufes eingesetzt. Das untere Ende H des Leitrohres ist als stromlinienförmiger Umlenkungskörper ausgebildet. Mit 15 sind Abstandhalter bezeichnet.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach Pig. 1 nur dadurch, daß hier das Blasrohr 1 einen zylindrischen Paßteil 16 besitzt, der in einen ebenfalls zylindrisch ausgebildeten Sitzteil 17 des Fallrohres eingepaßt ist. Die Außenwand des Blasrohres ist hier über die ganze Länge zylindrisch.

Der Betrieb der in der Zeichnung dargestellten Blaseinrichtungen erfolgt derart, daß das zentrale Blasrohr mit einer Spindel oder einer anderen geeigneten Einrichtung gehoben und gesenkt wird. Wie ersichtlich, steht der ganze Querschnitt des Hingraumes zur Förderung der Zuschlagstoffe zur Verfügung, wenn die Düsenspitze des zentralen Blasrohres sich an der Stelle 10 oder höher befindet. Wird das Blasrohr von dieser höchsten Stellung nach unten gesenkt, wird der Hingraum stetig verkleinert, bis beim Einschieben des Paßteiles in den Sitzteil die Förderung der Zuschlagstoffe unterbrochen wird. Von dieser Stelle an wirkt die Blaseinrichtung als reine Lavaldüse. Durch die massive Ausbildung des Mündungsteilee dee Blasrohres werden Beschädigungen zuverlässig vermieden·

In den folgenden Aueführungebeiepielen sind Ver suches onaelzen, die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung

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durchgeführt wurden, näher erläutert:

Beispiel 1: Prischen von Stahlroheisen:

Nach Bildung eines Einsatzes aus 5820 kg flüssigem Roheisen mit einer Zusammensetzung von 4,06$ C, 0,73$ Si, 2,09$ Mn, 0,124$ P, 0,048$ S, und 550 kg Schratt und Zugabe von 50 kg Plämmzunder, 40 kg Bauxit und 40 kg Flußspat wurde eine Blaseinrichtung, wie in Fig. 1 der Zeichnung erläutert, in den Tiegel eingefahren. Das zentrale Blasrohr hatte oberhalb der Drosselstrecke eine lichte Weite von 33 mm und einen Mündungsquerschnitt von 21 mm. Der konvergierende Teil hatte eine länge von 20 mm, der divergierende eine Länge von 39 mm. Die lichte Weite des Fallrohres betrug oberhalb des kegelförmigen Teiles 67 mm. Die Blaseinrichtung wurde auf einen Abstand von 500 mm über der Badoberfläche eingestellt und das Blasen mit einem Druck von 12 atü begonnen. Während einer Dauer von 20 Minuten wurden durch den Ringraum 450 kg Kalkstaub zugeführt. Dann wurde durch Senken des Blasrohres die Zufuhr der Zuschlagstoffe unterbrochen und 7 Minuten weitergeblasen. Anschließend wurde die Blaseinrichtung ausgefahren, der Tiegel gekippt und eine Stahlprobe genommen, die folgende Zusammensetzung hatte: 0,06$ C, 0$ Si, 0,45$ Mn, 0,013$ P, 0,015$ S. Das Ausbringen betrug 5600 kg =

Beispiel 2: Umwandlung von Thomas-Roheieen und

Abfangen der Charge :

Ein Einsatz aus 6000 kg flüssigem Roheisen mit einer 909812/055A

Zusammensetzung von 3,72$ C, 0,35$ Si, 0,40$ Mn, 1,760$ P, Ο,Ο339έ S, wurde nach Zugabe von 100 kg Bauxit und 50 kg Flämmzunder mittels einer Blaseinrichtung, wie in der Zeichnung dargestellt, verblasen. Der Abstand der Blaseinrichtung betrug 400 mm; der Sauerstoffdruck 10 atü.

Während einer ersten Blasperiode von 14 Minuten wurden durch den Ringraum der Blaseinrichtung 550 kg Kalk und 60 kg Sand zugefügt. Dann wurde durch Senkung des Blas- ^ rohres in den Sitzteil des Fallrohres die Zufuhr der Zuschlagstoffe gesperrt und die Sauerstoffzufuhr abgestellt. Es wurden auf einmal 20 kg Erz zugesetzt und in den folgenden 2 Minuten das Bad" abgeschlackt und eine Vorprobe genommen, die folgende Zusammensetzung zeigte: 1,92$.C, 0$ Si, 0,25$ Mn, 0,230$ P, 0,020$ S. Anschließend wurden 50 kg Bauxit und 40 kg Sand als neue Schlackenbildner zugesetzt und das Blasen während weiterer 7 Minuten fortgesetzt, während welcher Zeit 350 kg Kalk durch den Ringraum der Einrichtung zugeführt wurden. Dann wurde die Blaseinrichtung " ausgefahren und eine Stahlprobe genommen, die folgende Zusammensetzung hatte: 0,40$ C, 0$ Si, 0,18$ Mn, 0,020$ P, 0,017$ S. Das Ausbringen betrug 5150 kg Stahl = 8517$.

Beispiel 3: Aufkohlen und Heizen einer Schmelze:

Ein Einsatz aus 5500 kg Stahl mit folgender Zusammensetzung: 0,04$ C, 0$ Si, 0,35$ Mn, 0,015$ P, 0,017$ S, mit einer Temperatur von 154O⁰C soll auf 1 $ C aufgekohlt, und die Temperatur erhöht werden. Die in der Zeichnung be-

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schriebene Blaseinrichtung wurde in den Tiegel eingefahren, der Abstand vom Bad auf 400 mm eingestellt und der Sauerstoff druck auf 5 atü geregelt. Innerhalb einer Zeit von 9 Minuten wurden 120 Wm Sauerstoff eingeblasen und gleichzeitig 220 kg Pechkoksmehl durch den Ringraum der Blaseinrichtung zugeführt. Das Blasen wurde beendet, die Blaseinrichtung ausgefahren und eine Stahlprobe genommen, die folgende Zusammensetzung hatte: 1,02$ C, 0$ Si, 0,28$ Mn, 0,018$ P, 0,019$ S. Die Temperatur betrug 1580⁰C.

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Claims

Patentansprüche 'j

1. Blaseinrichtung zur Zuführung des Blasmediums und der Zuschlagstoffe bei Aufblaseverfahren, mit einem das Blasgas führenden, in einer Lavaldüse endenden Blasrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Blasrohr (1) heb- und senkbar in einem konzentrischen wassergekühlten Fallrohr (2) angeordnet und der Mündungsteil (4) des Blasrohres (1) als ein in den Mündungsteil (9) des Fallrohres (2) einschiebbarer Paßteil (8) ausgebildet ist, wobei in der abgesenkten Stellung des Blasrohres (1) das Fallrohr (2) verschlossen ist, und daß der Ringraum (3) zwischen Blasrohr (1) und Fallrohr (2) mit einem nicht unter Druck stehenden Vorratsbehälter für feinkörnige oder pulverförmige Zuschlagstoffe, z.B. OaO, Koks, Erz, verbunden ist.

2. Blaseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Paßteil (8) de3 Blasrohres (1) und der Sitz- μ

teil (9) des Fallrohres (2) jeweils einander entsprechend, zylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet sind.

3. Blaseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fallrohr (2) aus einem zylindrischen oberen Teil, einem kegelstumpfförmig (11) sich verengenden Zwischenteil und dem Sitzteil (9) besteht, wobei durch Heben und Senken des Blasrohres (1) im Be-

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reich des kegeistumpfförmigen Teiles (11) der Querschnitt des Hingraumes (3) zwischen Fallrohr (2) und Blasrohr (1) änderbar ist.

4· Blaseinrichtung nach den Ansprüchen 1 Ms 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Blasrohr (1) aus einem zylindrischen Teil, einem konvergierenden und einem divergierenden Teil (5 bzw. 6) besteht, wobei jedoch der Außendurchmesser im oberen Teil des Blasrohres (1) und im Mündungsteil (4) gleich oder annähernd gleich ist, so daß der Mündungsteil (4) eine größere Wandstärke besitzt als der Oberteil des Blasrohres (1).

5. Blaseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß das fallrohr (2) als Mantelrohr zur Bildung eines Kühlmittelumlaufes ausgebildet ist.

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