DE1508208A1 - Blasgeraet - Google Patents

Description

KNAPSACK AKTIENGESELLSCHAFT
Knapsack bei Köln

K 663 - Aktenzeichen P 15 08 2OL. 3

Blasgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blasgerät zum Einbringen eines aus festen, feinkörnigen, gut fließenden Stoffen bestehenden Blasgutes in Schmelzen, bei dem das Blasgut einem Inertgasstrorn zudosiert und mit diesem durch ein Rohr unter die Oberfläche der Schmelze eingebracht wird.

Blasgeräte für einen solchen Zweck, vornehmlich zum Entschwefeln von üisenschrnelzen durch Einblasen von gekörntem Calciumcarbid mit Hilfe eines Stickatoffstromes, sind in verschiedenen Ausfuhr unr;sformen bekannt geworden, beir,piäisweise durch die DAS 1 035 907, 1 039 237, i ϋ'ιό }}2, 1 196 683 und die DBP 808 293 und 974 570. Sie konnten sich jedoch im praktischen Betriebe nicht in größerem Umfange durchsetzen. Dies hängt damit zusammen, daß an ein Blasgerät Forderungen gestellt werden, die bei den bekanntgewordenen Ausführungeformen nicht in der notwendigen Weise erfüllt werden: Das Blasgerät darf sich näir.iich nicht verstopfen, es darf nicht zuviel Fördergut verbrauchen ur:d es soll aeitens des Bodienungsmannes möglichst wenig Aufmerksamkeit erfordern. Durch die Forderung na ih geringem Fördergusverbrauch soll sichergestellt werden', daß die Feststoffteilchen nicht zu schnell durch die Schmölze hindurchtrtten, daß diese nicht zu ctark spritzt und nicht zu sehr abgekühlt wird. Da Jedoch bei der bisher vorwiegend angewandten pneumatischen Dosierung de·s Bla.sgutes kein definierter Zusammenhang /,wischen den Fördergasund Blasgutmenr.en besteht, werden die otuü. erwähnten Forderungen r.i.T unbefriedigend erfüllt.

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(Art. 7 $ l AU. 2 h;. l ii-a - ^- ^,durui^Jäu*- v. 4, t

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Das Blasgerät .nach der vorliegenden Erfindung mit seiner mechanischen Koppelung der Dosierung von Fördergas- und Diasgutmengen unterscheidet sich von den bekanntgewordenen Diasgeräten dadurch, daß unterhalb des Auslaufstutzen des den Blasgutvorrat aufnehmenden Speicherbehälters zwei mechanisch miteinander gekoppelte, Änderungen der Durchströmquerschnitte bewirkende Stellglieder angeordnet sind, von denen das eine für die Dosierung der in der Zeiteinheit durchströmenden Fürdergasmen£,e, das andere fUr die Dosierung der in der Zeiteinheit durchtretenden Blasgutmenge maßgebend ist, und unterhalb des Stellgliedes für die Dosierung des Blasgutes eine gleichförmig umlaufende Austragswalze zur Beförderung des zugeteilten Blasgutes in eine sich anschließende Wirbelkammer angebracht ist, an die eine zur Blaslanze führende Ausblaseleitung für das im diffus von unten einströmenden Fördergas suspendierte Blasgut angeschlossen ist.

Als Stellglied für die Dosierung der Blasgutmenge ist beispielsweise ein auf einer verdrehbaren Welle befestigtes Schwenksegrr.ent sowie eine Anzahl von unter demselben liegenden, nach unten offenen, in ihrem Rauminhalt gestaffelten Kammern vorgesehen, von denen eine durch die jeweilige Einstellung des Schwenksegments bestimmte anzahl auch nach oben offen ist und dem Blasgut Durchgang gewährt.

Ms Stellglied für die Dosierung der Fordergasmenge dient beispielsweise ein auf der gleichen Welle wie das Stellglied für die Dosierung des Blasgutes befestigter Flachdrehschieber, der mit einer der Anzahl der vorgenannten Kammern entsprechenden Anzahl von kalibrierten Blendenöffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern versehen ist.

Im Unterteil der Wirbelkammer ist die Strömung dr-.s durch sie durchgehenden Gases diffus, bewirkt beispielsweise durch eine ir. den Strüniungsweg des Fördergases eingeschaltete ; :>rc^;:.e Γ Latte.

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In die Stromzuführung zum Antriebsmotor der Austragswalze, zweckmäßig einem Getriebernotor, int ein einsteilbares Zeitrelais zur selbsttätigen Überwachung car eingestellten Blasdauer und damitauch der Blasgutmenge eingebaut. Es ist mit einem Überbrückungsschalter versehen, co aaß auch andere Blasdauern als die am Zeitrelais eingestellten mögljch sind.

Das Verhältnis der Gasdrücke vor und hinter den Blendenöffnungen soll auf einem Wart von * 2 gehalten werden, da dann die pro Zeiteinheit durchströmende Gasmenge vom Gegendruck unabhängig ist. Dies ist z.B. wichtig bei unterschiedlichen Eintauchtiefen der Blaslanze.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auf den beigefügten Zeichnungen schematises teils irn 'Jbersichtsblld und teils irn Schnitt dargestellt.

Fig. 1 gibt einen Oberblick über die Gesamtvorrichtung, wobei die Bezugszeichen mit den in den folgenden Zeichnungen verwendeten übereinstimmen.

Fig. 2 ist oi.n Längsschnitt durch das Oberteil des Speicherbehälters.

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Schnittebene IV ... IV und

Fig. i\ ein solcher gemäß Schnittebene III ... III.

Fig. 5 zeigt für verschiedene Parameter die Abhängigkeit der geförderten Diasgutmenge von dar B.lasdauer.

Der Speicherbehälter 1 ist im wesentlichen ein druckfester Behälter, der aus einem kreiszylindrischen Teil besteht, der oben und unten durch Kegelstümpfe begrenzt ist. Der obere Kegelstumpf besitzt ein'; zentrische Mittelöffnung, die durch den Deckel 2 verschließbar ist. An der zontrischen Mittelöffnung des unteren Kegelstumpfes ist der Auslaufstutzen j5l angebracht.

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Der Deckel 2 ist mit dem bekannten Schnellverschluß ausgebildet, bei dem die Zuhalung durch die um einen Bolzen klappbare Augenschraube 3 und die Knebelmutter 4 erfolgt. Um ein öffnen des Deckels 2 bei unter Druck stehendem Speicherbehälter 1 zu verhindern, ist die Belüftungsleitung 7 mit dem Belüftungsventil 6 und dem Handhebel 5 ^aui dem Oberteix des Speicherbehälters 1 so angeordnet, daß die Knebelmutter 4 nicht gedreht werden kann, solange der Handhebel 5 in der Schließstellung des BeIUftungsventils 6 nach oben steht. Erst nach dem Umlegen des Handhebels 5 in die Offenstellung, d.h. also nach dem Ablassen des Überdrucks im Speicherbehälter 1 kann dann die Knebelmutter 4 gedreht, die Augenschraube J5 umgeklappt und der Deckel 2 gefahrlos geöffnet werden.

Um die richtige Stellung des Knebels der Knebelrnutter 4 zum Handhebel 5 zu bekommen, legt man den Einlauf des Gewindes der Knebelmutter 4 und/oder den der Augenschraube 2 so und/oder man bemißt die Dicke der Unterlegscheibe 52 so, daß eine Betätigung der Knebelmutter 4 durch den im Schließfalle des BeIUftungsventils 6 im Wege stehenden Handhebel 5 desselben verhindert ist.

An dem an der tiefsten Stelle des Speicherbehäl^r.3rs 1 befindlichen Auslaufstutzen 31 ist, wie Fig. 2 nach Schnittebene IV...IV und Fig. 4 nach Schnittebene III...III zeigen, der sog. Steuerkopf gasdicht angeschlossen. Er wirkt als eine Art Absperrorgan und wird zur Dosierung der in der Zeiteinheit aus dem Speicherbehälter 1 entnommenen Blasgutmenge und gleichzeitig zur Dosierung der in der Zeiteinheit aufgewandten Fürdergasmenge benötigt. Der Steuerkopf besteht zunächst aus dem Gehäuse 19, das mit dem Verschlußdeckel 20 und den Lagerdeckeln 22 und 24 versehen ist. Durch die Lagerdeckel ist die Welle 25 hindurchgcführt und

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innerhalb derselben mit den Wellendichtungen 23 und 26 versehen. Sie trägt an dem aus dem Lagerdeckel 2^ hera '..-ragenden Ende den mit einer Rasteinrichtung 39 versehenen, beispielsweise durch Ausbildung des Wellenendes zu einem Vierkant unverdrehbar gegenüber der Welle 25 gemachten Stellhebel 3&· In dem Räume zwischen den Lagerdeckeln 22 und 24 ist auf der Welle 25 das Schwenksegment 27 unverdrehbar, beispielsweise durch Schweißung, befestigt. Je nach der mittels des Stellhebels 38 und der.Rasteinrichtung 29 gewählten Stellung gibt das Schwenksegment 27 eine oder mehrere der durch die Anordnung der Zwischenwände 29 auf der Platte 28 gebildeten Zwischenräume 30 für den Durchgang von Blasgut frei, dessen Fluß mit der getroffenen Anordnung in einem weiten Bereich (etwa 1:10) geregelt werden kann. In der in Fig. 3 gezeichneten Stellung des Schwenksegments 27 ist kein Durchgang für BJasgut frei.

Auf der Welle 25 ist weiterhin der Faderteller 33 lose aufgeschoben. Gegen ihn stützt sich die Schraubenfeder J>h ab und drückt den Flachdrehschieber 32 gegen dl° innere Stirnfläche des Verschlußdeckels 20. Der Flachdrehschieber 32 sitzt, bei spielsweise mit einer zentrischen, quadratischen öffnung auf dem Vierkant am Ende der Welle 25 und wird zugleich mit dieser gedreht. Auf seiner Innenseite befindet sich ein Filter 37» das vlen Ringkanal 35 abdeckt. Im Grunde das Pingkanais sind mehrere kalibrierte Bohrungen 36 mit verschiedenen Durchmessern eingearbeitet. Die Anzahl dieser Bohrungen 36 entspricht der Anzahl der Zwischenräume 3O> und die Anordnung derselben itt so gewählt, daß zu jeder Stellung des Schwenksegments 27 die zugeordnete Bohrung 36 über die im Verschlußdeckel 20 eingearbeitete Bohrung 21 zu stehen kommt. Dadurch kann in der Zeiteinheit eine entsprechende Menge Fördergas in die Überströmleitung 14 eintreten.

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Die Zuführung des Fördergases in das Gehäuse 19 des Steuerkopfes erfolgt durch die Leitung ei.

Am Gehäuse 19 des Steuerkopfes ist das Gehäuse 40 i'Ur die mit achsparallelen Riffeln versehene Austragswalze 44 befestigt. Die Buchse 4} der letzteren ist mit Hilfe der Wellendichtungen gasdicht durch den Gehäusedeckel 4l geführt und sitzt auf der Antriebswelle des nicht regelbaren Getriebemotors 46. Auf der gegenüberliegenden Seite ist das Gehäuse 40 durch den Deckel gasdicht verschlossen.

An das konisch zulaufende Unterteil des Gehäuses 40 ist das Gehäuse 47 angeflanscht, dessen unterer Flansch mjt einem Deckel 49 verschlossen ist, in dem eine poröse Platte 48 gehalten 1st. In den Raum unterhalb dieser Platte 48 mündet die Überströmleitung 14. Oberhalb der Platte 48 beginnt die Ausblaseleitung 17* die gasdicht durch eine Bohrung in dem der; Abzweigstutzen 50 verschließenden Deckel 51 hindurchgeführt ist.

Das zum Betrieb der Vorrichtung erforderliche Fördergas wird durch Leitung 8 herangeführt, durchströmt nacheinander das Rückschlagventil 9» das Druckminderventil 10, das Sicherheitsventil 11 und den Strömungsmesser 13, während in einem Abzweig der Druckmesser 12 angeschlossen ist, und gelangt zum Steuerkopf, den es durch die Überströmleitung 14 verläßt, um in den Raum unterhalb der porösen Platte 48 einzutreten. Der aus dieser Platte 48 diffus austretende Fördergasstrom wirbelt das von der Austragswalze 44 in die Wirbelkammer "47 eingetragene Blasgut auf, so daß es in flUssigkeitsähnliohem Zustand durch die Ausblaseleitung 17, die mit einem Haupthahn l8 versehen ist, zur Blaslanze mitgeführt wird.

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Der Haupthahn l8 wird zweckmäßig mit einer Sicherheitsverriege lung versehen, die den Zweck hat, bei abgenommener Blaslanze das Eintreten von Luft zu dem u.U. feuchtigkeitsempfindlichen Blasgut zu verhindern. Es sind verschiedene AusfUhrungsformen hierfür bekannt.

Die von dem Speicherbehälter 1 in den Raum unterhalb der Austragswalze 44 geführte Leitung 15 mit dem sich in dieser Richtung öffnenden Rückschlagventil 16 dient zum schnellen Ausgleich eines im Behälter 1 vorhandenen Überdruckes, der beim Aoschaiten des Blasgutstromes auftreten kann. Tritt dagegen 'Jberdruck in dsm Raum unterhalb der Austragswalze 44 auf, was beispielsweise bei einer Änderung der Eintauchtiefe der Blaslanze geschehen kann, so ist ein schneller Druckausgleich gegenüber dem Behälter 1 durch das Rückschlagventil l6 verhindert. Es stellt sich jedoch durch das Durchdiifundieren des Fördergases durch das Blasgut hindurch in den Behälter 1 ein langsam verlaufender Druckausgleich ein. Dadurch kann kurzzeitig der Austritt von Fördergas in die Blaslanze verhindert werden, was zum Zurückstsigen der Schmelze in die Blaslanze führen kann.

Das Schaubild der Fig. 5 bedarf keiner weiteren Erläuterung. Anwendungsbeispiel:

Das Einbringen von z.B. Calciumcarbid in Elsenschmelzen verläuft in folgenden Schritten:

Der Speicherbehälter 1 des erfindungsgemäßen Blasgerätes wird nach dem Offnen des Deckels 2 mit etwa 60 Kg Calciumcarbid mit der Körnung 0,3 bis 0,7 mm, bzw. 0,1 bis 0,5 mm, beschickt. Deckel 2 und BeIUftungsventil 6 werden hierauf gescnlossen und

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gegenseitig verriegelt. Nach dem Anschließen der Leitung 8 des Blasgerätes an eine Stickstoffleitung oder -flasche mit einem Druck von ρ = 6 atü wird die Stickstoffzufunr geöffnet, und hinter dem Haupthahn lB, der noch geschlossen bleibt, eine Schlauchverbindung der Ausblaseleitung 17 mit der Blaslanze hergestellt. Durch Verdrehen des Schwenksegmentes 27 mittels des auf der gleichen Welle 25 sitzenden Stellhebels ^8 werden hierauf der gewünschte Durchflußquerschnitt für das Blasgut und gleichzeitig die zugeordnete Blendenöffnung J>6 des Flachdrehschiebers J>2 für den Durchgang des Fördergases eingestellt.

Nach dem öffnen des Haupthahns l8 strömt der Stickstoff, zunächst noch ohne Calciumcarbid, über Rückschlagventil S, Druckminderventil 10 und Strömungsmesser 13 durch den Steuerkopf und aus diesem durch die poröse Platte 48 und die ^usblaseleitung zur Blaslanze. Das Druckminderventil iO hält den Gasdruck vor den Blendenöffnungen auf beispielsweise 4 atü. Da hinter den Blendenöffnungen der Gasdruck<2 atü ist, wird die in der Zeiteinheit durchströmende Stickstofi'menge nur durch den Querschnitt dieser Blendenöffnungen }6 bestimmt. Die Vorrichtung ist so eingestellt, daß für Jede Raststellung des Stellhebels 58 die Gasmenge auf etwa 20 Nl N_?/kg Calciumcarbid bemessen ist.

Die Blaslanze wird möglichst tief in die Eisenschmelze eingetaucht. Sobald Stickstoff aus ihr ausströmt, wird der Getriebemotor 46 eingeschaltet, der die Austragswalze 44 mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit dreht. Es fällt nun Calciumcarbid gleichmäßig aus dem Speicherbehälter 1 auf die poröse Platte 48, wird dort vom durchströmenden Stickstoff aufgewirbelt und zur Blaslanze mitgeführt, aus der es in die Eisenschmelze austritt und darin seine entschwefelnde Wirkung ausübt.

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Nach dem Einblasen der gewünschten Calciumcarbidmengc, die sich aus der gewählten Fließgesohwindigkeit und der Einschaltdauer der Austragswalze 44 ergibt, wird der Antriebsmotor 46 abgeschaltet, und die Blaslanze wird aus der Schmelze herausgezogen. Schließlich wird die Stickstoffzufuhr abgesperrt, der Haupthahn l8 geschlossen und der Speicherbehälter 1 über das Belüftungsventil 6 mit der AuQenluft in Verbindung gebracht.

Das erfindungsgemäße Blasgerät weist gegenüber dem Stand der Technik eine Reihe von Vorzügen auf. Die eingeblasene Fördergasmenge ist zeitlich konstant und weitgehend unabhängig vom Druck in der Zuleitung, von der Eintauchtiefe der Blaslanze und vom Strömungswiderstand in der Ausblaseleitung. Dadurch wird verhindert, daß bei einem zufälligen Tiefereintauchen der Blaslanze Metall in das Rohv zurücksteigt und dieses verstopft. Taucht die Blaslanze weniger tief ein als vorgesehen, so kann es nicht zu übermäßigem Spritzen kommen. Auch die geförderte Blasgutmenge hat keine besondere Wirkung auf den Fördergasfluß.

Die gewünschte Blasgutmenge läßt sich reproduzierbar einstellen und ist, unabhängig vom FUllungsgrad des Speicherbehälters, zeitlich konstant. Bei der gewählten Art der Dosierung kann der Blasgutfluß in einem weiten Bereich (etwa 1:10) variiert werden.

Durch die mechanische Koppelung der Einstellungen der Blasgut- und der FörUergasmengen ist von vornherein sichergestellt, daß der spezifische Fördergasverbrauch bei allen Einblaseraten einen gleichbleibenden Wert (im Beispiel 20 Nl N^/kg CaCg) besitzt.

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Nach den geinachten Erfahrungen liegt, wieder bei dem Beispiel, der optimale, spezifische Stickstoffverbrauch bei 15 bis JQ Calciumcarbid. Bei höherem Stickstoffverbrauch wird die Schmelze stärker abgekühlt und spritzt mehr. Außerdem nimmt die Ausnutzung des Calciumcarbids ab, da es die Schmelze zu schnell passiert. Bei zu geringem Stickstoffverbrauch sind dagegen Verstopfungen der Ausblaseleitung zu befürchten.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Blasgerät zum Einbringen von aus feinkörnigen, gut fliessenden Stoffen bestehendem Blasgut in Schmelzen, bei dem das Blasgut einen inerten Ford er gas a tr oiu zudosiert und mit diesem durch ein Rohr unter die überfläche der Schmelze eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Auslaufstutzens (31) des den Blasgutvon^at enthaltenden Speicherbehälters (1) zwei mechanisch miteinander gekoppelte, Änderungen der Durchströmquerschnitte bewirkende Stellglieder angeordnet sind, von denen das sine (27) für die Dosierung der in der Zeiteinheit durchlaufenden Blasgutraenge und das andere (36) für die Dosierung der in der Zeiteinheit durchströmenden Fördergasmenge maßgebend ist, und unterhalb des Stellgliedes für die Dosierung des Blasgutes eine gleichförmig umlaufende Austragswalze (44) zur Beförderung des zugeteilten Blasgutes in eine sich anschließende Wirbelkammer (47) angebracht ist, an die eine zur Blaslanze führende Ausblapeleitung (17) für das im diffus von unten einströmenden Fördergas suspendierte Blasgut angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied für die Dosierung der Blasgutmenge ein auf einer verdrehbaren Welle (25) befestigtes Schwenksegment (27) sowie"eine Anzahl von unter demselben liegenden, nach unten offenen, in ihrem Rauminhalt gestaffelten Kammern (30), von denen eine durch die jeweilige Einstellung des SchwenksegaeiiT.es (27) bestimmte Anzahl auch nach oben offen ist, und dem Blasgut Durchgang gewährt, und als Stellglied für die Dosierung der Fördergasmenge ein auf der gleichen Welle (25) befestigter Flachdrehschieber (32) mit einer der Anzahl der Kammern (30) entsprechenden Zahl von kalibrierten Blendenöffnungen (36) von unterschiedlichen Durchmess err.· vorgesehen sind.

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3. Vorrichtung nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil der Wirbelkammer (47) eine poröse Platte (48) eingesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stromzuführung zum Antriebsmotor (46) der Austragswalze (44) ein einstellbares Zeitrelais mit einem Überbrückungsschalter eingebaut ist.

5. Fahrweise für die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Gasdrücke vor und hinter den Blendenöffnungen (36) auf einem Wert von = 2 gehalten wird.

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