DE1433656A1

DE1433656A1 - Verfahren und Geraet zum Zusetzen von Stoffen zum Bad eines Siemens-Martin-Ofens

Info

Publication number: DE1433656A1
Application number: DE19621433656
Authority: DE
Inventors: Smith Robert William
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1961-07-27
Filing date: 1962-07-25
Publication date: 1968-11-21
Also published as: GB1010275A; US3240481A

Description

Verfahren und Gerät zum Zusetzen von Stoffen zum Bad eines Siemens-Martin-Ofens

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und Gerät zum Zusetzen fester Bestandteile und Sauerstoffe für einen Siemens-Martin-Ofen«, Der am meisten verbreitete Weg zum Zuführen fester Bestandteile für einen Siemens-Martin-Ofen besteht darin, daß eine Füllmaschine vorbestimmte Stoffmengen wie Erz und Kalk in den Ofen während der Arbeitszeit ablädt, um Überschuß an Schwefel, Phosphor, Mangan, Kohle und Silicium zu entfernen. Dieses Füllverfahren nimmt beträchtliche Zeit in Anspruch und erwies sich als völlig unbrauchbar, wenn man die Höchstproduktion erreichen wollte, die andernfalls beim Gebrauch von Sauerstoff zusätzen für den Siemens-Martin-Ofen möglich wäre. Beträchtliche Zeit ist auch erforderlich, damit die Zusätze sich in der Schlacke lösen und mit dem geschmolzenen Jüetall reagieren. Bei einem Versuch, die schnellere Reaktionszeit voranzutreiben, hat man den Abrieb in den Ofen durch eine Lanze eingeführt, wobei der Abrieb in einem Sauerstoff- oder Luftstrom mitgetragen wurde. Bei diesen bisherigen Lanzen und Verfahren, bei denen der Abrieb durch eine einzige Öffnung eingeführt wurde, hat man jedoch

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gefunden, daß der den Abrieb tragende- Sauerstoff beim ._; Auftreffen auf das Bad zuviel herumspritzt. Andererseits tritt, wenn der Sauerstoff und der Abrieb durch mehr.ejp.ex kleine Öffnungen eingeführt werden, Verstopfung oder.Verschleiß der Mündungen ein« Auch muß der Sauerstoff, damit genügend Mengen von ihm in den Ofen gelangen, mit Geschwindigkeiten zwischen 140 und 230 m je Sekunde strömen. Dies steigert den Verschleiß der Mündungen und droht auch mit der Möglichkeit eines ExplosionsSchadens, die aus der physikalischen Wärmereibung bei hohen Geschwindigkeiten entsteht'.

Ein Erfindungsziel ist es daher, eine Lanze zu schaffen, die vom Gas herangetragene feste Bestandteile zusammen mit Sauerstoff in einen Siemens-Martin-Ofen einführt.

Ein weiteres Ziel ist, eine solche Lanze mit Mitteln zu versehen, die das Verstopfen des Auslasses verhindern, das durch das Zurückspritzen der Schlacken- und Stahlschmelze in die Lanzenöffnung während des Sauerstoffschubs entsteht.

Noch ein weiteres Ziel ist, ein Verfahren zum Betrieb eines Siemens-Martin-Ofens zu schaffen, bei welchem feste Bestandteile und Sauerstoff gleichzeitig in den Ofen eingeführt werden.

Diese und weitere Ziele werden durch die folgende Beschreibung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Figur 1 ist eine schematische Ansicht eines erfindungs-; gemäß ausgerüsteten Siemens-Martin-Ofens.

Figur 2 ist eine vergrößerte, zum Teil geschnittene

Ansicht der erfindungsmäßigen Lanze.

figur 3 ist eine an der Linie III-III der Figur 4 genommene Ansicht.

Figur 4 ist eine an der Linie IV-IV der Figur 3 genommene Ansicht.

Im einzelnen bedeutet in den Zeichnungen die Bezugsnummer 2 einen Siemens-Martin-Ofen zur Stahlerzeugung mit einem Gewölbe 4 und einem Herd 6, der ein Bad geschmolzenen Stahls und Schlacke 8 enthält. Eine erfindungsmäßige Lanze 10 -verläuft durch einen wassergekühlten Wulst oder Ring oder eine andere Öffnung im Gewölbe hindurch nach unten und reicht bis kurz über das Bad. Die Lanze 10 enthält konzentrische Rohre 14, 16, 18 und 20, die an ihren Auslaß- oder unteren Enden mit Hilfe eines gemäß der Darstellung an die Rohre angeschweißten Düsenendes 22. Man sieht, daß außer dem Durchgang 30 durch das innere Rohr 14 noch Durchgänge 24» 26 und 28 zwischen den Rohren vorgesehen sind. Das Düsenende 22 hat eine axiale Auslaßöffnung, die eine Fortsetzung des Durchgangs 30 bildet. Sechs Durchgänge 32 im Düsenende 22 verlaufen zwischen den Durchgängen 24 und 28. Sechs Öffnungen 34 sind im Düsenende 22 zwischen den Durchgängen 32 in Verbindung mit dem Durchgang 26 vorgesehen. Wie man sieht, verlaufen die Öffnungen 34 nach innen und dann nach außen unten von der Lanzenachse weg« Von jeder öffnung 34 geht eine Öffnung 36 nach innen unten in die Auslaßöffnung des Durchgangs 30, vorzugsweise dicht an dessen unterem Ende. Der obere Teil des Hohrs 14 verläuft durch eine Msnschette oder Stopfbuchse 38 zu einem

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Krümmer 40, der mit einem Rohr 42 verbunden ist. Die Manschette 38 ist mit dem Außenende des Rohrs 16, z.B. durch Schweißung, flüssigkeitsdicht verbunden. Eine ähnliche Manschette und Stopfbuchse 44 ist an dem äußeren Ende des Eohrs 18 befestigt und läßt das Rohr 16 hindurchgehen; eine ähnliche Stopfbuchse und Lianschette 46 ist an dem Rohr 20 befestigt und läßt das Rohr 18 hindurchgehen. Ein Wassereinlaß 48 ist im Rohr 16 zwischen den Manschetten 38 und 44 und ein Sauerstoffeinlaß 50 im Rohr 18 zwischen den Manschetten 44 und 46 vorgesehen. Ein ¥asserauslaß 52 ist vom Rohr 20 herkommend in der.lTähe der Manschette 46 vorgesehen. Das eine Ende von biegsamen Zufahrleitungen 54, 56, 58 und 60 ist jeweils mit dem einen Ende der Stutzen 42, 48, 50 bzw. 52 verbunden,, Die anderen Enden der Leitungen 54, 56, 58 und 60 sind an Rohre 62, 64, 66 bzw. 68 angeschlossen. Das Rohr 62 ist über eine Zuführleitung 70 mit einer Strahlrohrkanone 72 verbunden,, die von der Leitung 74 her mit Preßluft gespeist wird. Die Kanone 72 ist eine von Engineered Equipment, Inc. of Waterloo, Iowa fabrizierte, normale "Vorrichtung, um Luft mit festen Bestandteilen zu vermischen und sie unter Druck auszustoßen. Die Strahlrohrkanone 72 fährt unter MilIbehältern 76 mit Zusatzstoffen her. Pur jeden Zusatzstoff wie z.B. Erz, Kalk und Flußspat ist ein gesonderter Füllbehälter vorgesehen. Das Rohr 64 ist mit einer Kühlwasserzufuhr, das Rohr 66 mit einer Sauerstoffzufuhr und das Hohr 68 mit einem Wasserablauf verbunden. Die Lanze 10 kann mit Hilfe eines Motors 80 gehoben und gesenkt werden, der eine. Seil-

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trommel 82 antreibt; an dieser ist das eine Ende eines Drahtseils 84 befestigt, das über eine Rillenscheibe 86 läuft und mit seinem anderen Ende oben an der lanze 10 in beliebiger Weise, z.B. mit Hilfe eines Zwischenstücks 88 angebracht ist! Wenn die Lanze 10 nicht benutzt wird, so wird sie in die in Figur 1 mit gebrochenen Linien gezeichnete Lage, so angehoben, daß sie nicht der Ofenhitze ausgesetzt ist. Wenn die Lanze betriebsfertig ist, wird sie durch den Wulst 12 hinabgelassen, bis das untere Ende sich zwischen etwa 10 und 30 cm über der Ofenschlacke befindet. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, die festen Bestandteile in einem Luftstrom durch die eine Lanze und den Sauerstoff durch eine oder mehrere ihr benachbarte Lanzen einzuführen.

Beim' Betrieb kann Sauerstoff allein durch den Durchgang 26 und die öffnungen 34 in den Ofen 2 eingeführt werden. Gleichzeitig wird auch Wasser durch die Durchgänge 24 und 32 zum Vordersnde der Lanze umgewälzt, wobei das Wasser durch den Durchgang 28 zurückkehrt. Wenn die Lanze sich in ihrer gesenkten Lage befindet, ruft der Sauerstoffstrom im Bad 8 eine "Vertiefung so hervor, daß die Trennfläche zwischen Sohlacke und Metall freigelegt wird. Die Strahlrohrkanone 72 wird unter den Müllbehälter 76 geführt, der jeweils den gewünschten Zusatzstoff, sei es Erz oder zerbröckelter Kalk, dem Bad hinzufügt. Beim Zusetzen von festen Bestandteilen wird Preßluft an die Kanone 72 durch die Zuführleitung 74, und zwischen· 45 und 540 Kilogramm feste Bestandteil© je Minute je nach Einstellung der Ka-

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none werden durch die Öffnung 30 in den Ofen geliefert. Die Plußgeschwindigkeit der festen Bestandteile kann also genau gesteuert werden, um diese mit einer Höchstgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der Fähigkeit des Bades zur Absorption der zugefügten Bestandteile in das Bad zu liefern, Die G-esohwindigkeit des von der läuft getragenen Stroms durch die Düsenöffnung 30 ist verhältnismäßig gering - zwischen 6 und 60 m je Sekunde. Gleichzeitig wird Sauerstoff durch die Öffnungen 24 mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit - zwischen 140 und 230 si je Sekunde geliefert. Das durch die Öffnung 30 gelieferte Luftvolumen überschreitet nicht 10?6 der durch die Öffnungen 34 gelieferten Sauerstoffmenge. Der austretende Sauerstoff fegt die festen Bestandteile unten von der Lanze weg und verteilt sie so über das Bad. Bisweilen kann Metall oder Schlacke in die Öffnung 30 entweder wegen der Spritzer eintreten, die durch die heftige Ba'dreaktion infolge des Sauerstoffschubs entstehen, oder wegen eines zufälligen Eintauchens der Lanze in das Bad. Dieses Metall oder die Schlacke wird schnell mit dem Sauerstoff herausgebrannt, der in die Öffnung 30 durch die Durchgänge 36 dringt. Die Lanze ist also auf Anforderung stets betriebsbereit, um Zusatzstoffe nachzuführen.

Während ein Erfindungsmuater dargestellt und beschrieben wurde, können offensichtlich andere Anwendungen und Abwandlungen, getroffen werden, ohne vom Kahmen der folgenden Ansprüche abzuweichen.

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Claims

PATENTANWALT ^L 8000 MÖNCHEN 2, den 25. Juli 1962 DIPL-ING. MARTIN LICHT ~ Sendlinger Straße 55 Fernsprecher 224265 PottadMdi-Konto Manchen 163397 | 433656 UNITED STATES STEEL CORPORATION, Pittsburgh 30, Pennsylvania, William Penn Place 525, V. St. A. Patentanmeldung: "Verfahren und Gerät zum Zusetzen von Stoffen zum Bad eines Siemens-Martin-Ofens" Patentansprüche :

1. Ein Verfahren zum Betreiben eines Siemens-Martin-Ofens, dadurch gekennzeichnet, daß feste Bestandteile durch Gas herangetragen und nach unten in das Ofenbad (8) mit einer verhältnismäßig kleinen Geschwindigkeit eingeführt werden und daß in ihrer Nachbarschaft im Ofenbad Sauerstoff in den Ofen (2) mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit eingeführt wird«

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Gas herangetragenen festen Bestandteile durch einen Durchgang (30) in der Mitte mehrerer Öffnungen (34, 36) eingeführt werden, durch welche der Sauerstoff eingeführt wird, und daß der Sauerstoff in das Austrittsende dieses Durchgangs (30) eingeführt (34) wird.

3. Eine Lanze für einen Siemens-Martin-Ofen, gekennzeichnet durch rohrförmige Glieder (14-20), die so angeordnet sind, daß sie einen mittleren (30) Durchgang für

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die vom Gas getragenen festen Bestandteile umgrenzen, daß ein zweiter (26) Durchgang für Sauerstoff sich herumschließt, daß ein Düsenende (22) an den vorderen Enden der Rohrglieder angebracht ist, daß das Düsenende eine mittlere Austrittsöffnung in Verbindung mit dem mittleren Durchgang und zwei Serien von. Öffnungen hat, die um die Austrittsöffnung herum verteilt sind, und daß die erste (34) Serie von öffnungen zwischen dem zweiten Durchgang und der Außenseite der Düse und eine zweite (36) Serie von öffnungen zwischen dem zweiten Durchgang und der Austrittsöffnung (30) verläuft,

4. Eine Lanze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der ersten Serie nach außen und vorn mit Bezug auf die Längsachse der Lanze divergieren und daß die Öffnungen der zweiten Serie nach innen und vorn verlaufen.

5. Eine Lanze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die.Rohrglieder einen Durchgang (24) zwischen dem mittleren (30) und dem zweiten (26) Durchgang umgrenzen, daß ein äußerer (28) Durchgang diesen zweiten Durchgang umschließt und daß ein Durchgang (32) in dem Düsenende den mittleren und den äußeren Durchgang für den Umlauf von Wasser verbindet.

6. Ein Verfahren zum Betreiben eines Siemens-Martin-Ofens, im wesentlichen wie zuvor unter Hinweis auf die Begleitzeichnung beschrieben.

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7. Eine lanze für einen Siemens-Martin-Ofen, im wesentlichen wie zuvor beschrieben und in der Begleitzeichnung dargestellt.

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