DE2011129A1 - Method and apparatus for removing slag from metallurgical vessels - Google Patents
Method and apparatus for removing slag from metallurgical vesselsInfo
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Description
Dr.V./Kl/K. Hamburg, den 9.3.1970Dr.V./Kl/K. Hamburg, March 9th, 1970
Anmelderifl; AB Irrva, 17» Möllersvlü·;, Siiiedjebaken/Schweden. Vertreter; Patentanwalt Dr. Friedrich Vollmer, Hamburg 70 Schloßstr. 6 Applicantifl; AB Irrva, 17 »Möllersvlü · ;, Siiiedjebaken / Sweden. Representative; Patent attorney Dr. Friedrich Vollmer, Hamburg 70 Schloßstr. 6th
Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Scnlaoke aus metallurgischen Behältern.Removal method and apparatus of snlaoke from metallurgical vessels.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Schlacke aus metallurgischen Behältern, wobei das Hnndstück eines Rohres in die Schlackenschicht "and erforderlichenfalls auch zum Teil in das darunter befindliche geschmolzene Metall eingetaucht wird; der Innenraum des lionres wird, dann ah eine TJnterdrack-^uelle derart angeschlossen, daß die Schlacke aus dem metallurgischen Behälter nerausgesaugt und in ein Sammelgefäß oder eine: Schlaek'engrube befördert T-rird. Die Erfindung befaßt sicxi au ca mit einer V'orricntun;; zum Durchführen dieses Verfahrens.The invention relates to a method for removing slag from metallurgical containers, wherein the tailpiece of a pipe into the slag layer "otherwise is also partially immersed in the molten metal below; the interior of the lionres is then connected to an undercover source in such a way that that the slag is sucked out of the metallurgical container and transported into a collecting vessel or a: Schlaek'engrube T-rird. The invention is concerned with a precautionary measure; to perform this procedure.
Bei metallurgischen Prozessen wird die Schlacke meist von Hand beseitigt und bzw. oder durch vorsichtiges Kippen des Ofens, so daß die Schlackenschicht abfließen kann.··In metallurgical processes, the slag is usually removed by hand and / or by carefully tilting the Furnace so that the slag layer can flow off.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entfernung der Schlacke zu vereinfachen, so daß dieser Vorgang sehne11f The invention has for its object to simplify the removal of the slag, so that this process sehne11 f
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vollständig und auf einfache Weia· durchgeführt werden kann.can be carried out completely and in a simple manner.
Das Verfahren nach der Erfindung kennzeichnet sioh dadurch, daß der Unterdruck gegen Ende des Schlacken-Absaugvorgangs auf einen Wert gesenkt wird, der niedriger liegt als jener, v/elcher der Metallsäule zwischen Metalloberfläche und Unterkante des höchsten Punktes der Saugrohrschleife entspricht, so daß das geschmolzene Metall nicht in den Sammelbehälter oder die Schlackengrube befördert werden kann, bzw. daß etwa angesaugtes geschmolzenes Metall jedenfalls von der Schlacke getrennt und dem Behälter wieder zugeführt wird.The method according to the invention is characterized by that the negative pressure towards the end of the slag extraction process is reduced to a value which is lower than that, v / which corresponds to the metal column between the metal surface and the lower edge of the highest point of the suction pipe loop, so that the molten metal can not be conveyed into the collecting tank or the slag pit, or that about sucked molten metal is in any case separated from the slag and fed back to the container.
Gemäß der Erfindung kann das Ansammeln der schlacke auf zv/eierlei verschiedene Weise durchgeführt werdenj ·β kann nämlich das Sammelgefäß unter Unterdruck gesetzt werden, oder die Schlacke kann über einen Gasverschluß abgeführt werden, so daß das SammelgefäJ nicht unter einem Unterdruck zu stehen braucht.According to the invention, the slag can accumulate in two ways can be carried out in different ways, namely j · β the collecting vessel can be placed under negative pressure, or the slag can be discharged via a gas seal, so that the collecting vessel is not under negative pressure needs.
Gemäß einer bevorzugten Verkörperung" der Erfindung läßt sich die Geschwindigkeit und die Vollkommenheit des bchlackenabsaugverfahrens dadurch noch erhö.-ien, daß man beim Schlackenabaaugen die Schlacke dem Hundstück des Saugrohres mittels einer Schlackenantriebsvorrichtung zuführt.According to a preferred embodiment "of the invention, the speed and sophistication of the slag suction process thereby increased still further that one in the slag eye feeds the slag to the dog piece of the suction pipe by means of a slag drive device.
Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich die Vorrichtung dadurch, daß das Saug-Ende des Ansaugrohrs derart gebogen bzw. geformt wird, daß das geschmolzene Metall, das möglicherweise angesaugt wird, von der Schlacke getrennt wird und wieder zurückfließt.According to the invention, the device is characterized in that the suction end of the suction pipe is bent or bent in this way. is shaped so that the molten metal which may be sucked in is separated from the slag and again flows back.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Verkörperung der Erfindung ist das andere Ende des Saugrohrs senkrecht angeordnet, und die Verbindung mit der Unterdruck-Quelle erfolgt im oberen Teil dieses senkrechten Abschnitts, während das untere Ende des senkrechten Abschnitts mit einem Gasverschluß etwa in Ge-According to a further advantageous embodiment of the invention, the other end of the suction pipe is arranged vertically, and the connection with the negative pressure source takes place in the upper part of this vertical section, while the lower end of the vertical section with a gas seal approximately in
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etalt einea dazwischen gesehalteten Schlackenbehälters verbunden let.etalt let a slag container held in between be connected.
Qeeignete Vorrichtungen, die aus einem Schlacken-Propeller und Fangarmen bestehen, und die an eich bekannt sind» werden derart angeordnet, daß sie das Absaugen der Schlacke unterstützen. Diese Vorrichtungen fördern die Schlacke zum Mundstück des Saugrohreβ hin.Appropriate devices arising from a slag propeller and tentacles are made, and which are known to be »arranged in such a way that they suck off the slag support. These devices promote the slag to The mouthpiece of the suction tube.
Die Schlackenabsaugvorrichtung und Ihr Zubehöi^ind Vorzugsweist als Gans·· an einem Gabelgestell befestigt und nachgiebig mit der Unterdruok-Quelle verbunden.The slag suction device and its accessories are preferably attached as a goose to a fork frame and flexibly connected to the source of the pressure.
nachstehend wird die Erfindung des näheren an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, · und zwar zeigtIn the following, the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG
Figur 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung, die an der Duroh laßöffnung eines Lichtbogenofens angebracht ist, und zwar längs der Linie I-I in Fig.2,Figure 1 is a vertical section through a device according to the invention, which is on the Duroh opening of an electric arc furnace is attached, namely along the line I-I in Fig.2,
Figur 2 einen waagerechten Schnitt länge der Linie H-II in Figur 1;Figure 2 is a horizontal section along the length of the line H-II in Figure 1;
Figur 5 einen senkrechten Schnitt durch eine andere Verkörperung der Erfindung längs der Linie Hi-III In Figur 4, undFigure 5 is a vertical section through another Embodiment of the invention along the line Hi-III in Figure 4, and
Figur 4 einen waagerechten Schnitt längs der Linie IV-IV in Figur 3.FIG. 4 shows a horizontal section along the line IV-IV in Figure 3.
In den Figuren 1 und 2 ist mit 1 ein Lichtbogenofen , mit eine Durchlaßöffnung, mit 3 das geschmolzene Metall und mit 4 die Schlacke bezeichnet.In Figures 1 and 2, 1 is an arc furnace, with a passage opening, with 3 the molten metal and with 4 denotes the slag.
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Mit Hilfe von Schlackenpropellern 7»die z.B. entsprechend der schwedischen Patentschrift 309 050 hergestellt sein können, und die eine Umlaufsrichtung entsprechend den angegebenen Pfeilen aufweisen, wird das geschmolzene Metall gemäß den Pfeilen 21,22 in Bewegung gesetzt, und die Schlacke wird gemäß Pfeil 21 mit Hilfe zweier Fangarme 9 dem Mundstück 5 des Saugrohrs 6 zugeführt. Das Saugrohr 6 besteht vorzugsweise aus keramischen Y/erkstoffj Graphit oder Stahl, und es kann in ein dünnes Metallrohr 16 eingebettet sein, dal, ebenso wie die Propeller 7 mit einer Schnellschluß-Kupplung, an einen nicht näher dargestellten Gabelgestell befestigt ist.With the help of slag propellers 7 »which e.g. the Swedish patent specification 309 050 can be made, and the one direction of rotation corresponding to the specified Have arrows, the molten metal is set in motion according to arrows 21,22, and the slag is fed to the mouthpiece 5 of the suction tube 6 according to arrow 21 with the aid of two tentacles 9. The suction pipe 6 consists preferably made of ceramic graphite or steel, and it can be embedded in a thin metal tube 16, as, like the propeller 7 with a quick-action coupling, is attached to a fork frame not shown in detail.
Wenn die Schlacke aus dem Ofen entfernt wird, ist es von größer Wichtigkeit, daü die Schlackenabsaugvorrichtung mit zwei zusammenarbeitenden keramischen Propellern 7 ausgestattet ist, die auf keramisch isolierten Stützen mit Lagern und einer Antriebsvorrichtung auf dem Gabelgestell befestigt sind. Die Propeller 7 befördern die Schlacke 4 und dae geschmolzene Metall 3 in einer festgelegten Richtung zu den Fangarmen 9, sofern solche vergesehen sind, und zum Mundstück 5 des Saugronrs 6. Bei richtig gewählter Geschwindigkeit und bei richtigem Abstand zwischen den Propellern 7 ergibt sich ein wirksamer Saugeffekt der Propeller, die die Schlacke bis unter die Oberfläcue des geschmolzenen Iietalls befördern und sie ψ zwingen, die üurefüiften .,chlackenbildner oder legierungsbestandteile gründlich i'iit dem geschmolzenen lie tall zu vermischen, so daß sie mit ihm reagieren können.When the slag is removed from the furnace, it is of great importance that the slag suction device is equipped with two cooperating ceramic propellers 7 which are mounted on ceramic-insulated supports with bearings and a drive device on the fork frame. The propellers 7 convey the slag 4 and the molten metal 3 in a fixed direction to the tentacles 9, if provided, and to the mouthpiece 5 of the suction device 6. If the speed is correctly selected and the distance between the propellers 7 is correct, an effective one results suction effect of the propeller, which convey the slag to below the Oberfläcue the molten Iietalls and force ψ to mix the üurefüiften., chlackenbildner or alloying constituents i'iit thoroughly the molten tall lie so that they can react with it.
Bei einer ijriderung des Abstandes zwischen d'en Schlackenpropellern 7 kann eine zirkulierende Wellembewegung der Schmelze 3 erzielt v/erden, so da.; die Schlacke von den Seiten des Benalters leichter ninweggespült und demzufolge vollständiger entlernt werden kann.When changing the distance between the slag propellers 7 can be a circulating wave movement of the melt 3 scored v / earth, so there .; the slag from the sides of the Benaltered easier to wash away and therefore more complete can be learned.
Der Teil des d.-.i-riei. netalironres 16, dac der Ofemiitze ausge-The part of the d .-. I-riei. netalironres 16, dac the Ofemiitz awarded
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'setzt ist, sollte vorzugsweise mit einer Isolation 17 ver-"sehen sein.Is set, should preferably be provided with an insulation 17 " be.
Das Saugrohr 6 ist nach obenjain mit einer Unterdruck-Quelle 8 verbunden und nach untenjhiri über ein Rohr 11 mit einem kleinen Schlackenbehälter 12, der als G-asverschluß dient ρ Vor dem Absaugen der Schlacke ist die Mündung 18 des Rohres 11 z.B. mit Hilfe einer Metallplatte und eines Kunststoffüberzugs verschlossen, so daß nicht zuviel Luft eintreten kann, wenn die Verbindung mit der Unterdruck-Quelle 8 hergestellt wird. . .-■*_.The suction pipe 6 is upward with a vacuum source 8 connected and down jhiri via a pipe 11 with a small slag container 12, which serves as a gas seal ρ Before the slag is sucked off, the mouth 18 of the pipe 11 is closed, for example by means of a metal plate and a plastic cover, so that too much air does not enter can when the connection with the negative pressure source 8 is established. . .- ■ * _.
Beim Schlackenabsaugen, wird das Grabelgestell auf dem Belade-Flur 19 zur Durchlaßöffnung 2 geschoben, and das i-iundstück des Saugrohrs sowie die Schlackenpropeller 7 werden in ihre richtige Lage gebracht. Der Schlackenbehälter 12 wird dann um die Kippachse 13 in seine Arbeitsstellung geschwenkt, und zwar mittels eines Steuerzylinders, der lediglich darch den Pfeil 14 angedeutet ist. Die Schlackenpropeller 7 werden in Betrieb gesetzt, und die Verbindung mit der Unterdruck-Quelle ; 8 wird hergestellt. Wenn die Schlacke 4 das nach unten füh- ■ rende Rohr 11 wenigstens teilweise gefüllt hat, wird bei die Gasdichtung hergestellt, und von dort geht es au einer offenen Schlackenpfanne oder einer Sclilackengrube, die nicht naher dargestellt sind. .When sucking off slag, the digging frame is in the loading corridor 19 pushed to the passage opening 2, and the i-mouthpiece of the suction pipe and the slag propeller 7 are in their right location. The slag container 12 is then pivoted about the tilting axis 13 into its working position, and by means of a control cylinder that only darch the Arrow 14 is indicated. The slag propellers 7 are in Operation set and connection to the negative pressure source; 8 is produced. If the slag 4 lead down ■ rende tube 11 has at least partially filled, the gas seal is made at, and from there it goes to one open cinder pan or a slag pit that doesn't are shown in more detail. .
Der höchste Unterdruck, der zweckmäßigerweise in Anwendung kommen kann, entspricht einer SchlaQkensäule mit der Höhe h2. Wenn während des Schlackeabsaugens die Düse 5 etwa zu hoch zu liegen kommen sollte und Luft ansaugt, wobei das Saugrohr geleert werden würde, so genügt die Menge der Schlacke 4 im Schlackenbehälter 12 mit einer Höhe h1, um im nach unten - ; führenden.Rohr 11 eine Schlackensäule zu bilden, die höher , als h ist, wenn die Düse 5 etwas mehr in die Schlackenschicht !The highest negative pressure that can expediently be used corresponds to a column of sleep with a height of h2. If during the slag suction the nozzle 5 should come to lie about too high and suck in air, whereby the suction pipe would be emptied, the amount of slag 4 in the slag container 12 with a height h1 is sufficient to in the downward - ; Leading pipe 11 to form a slag column that is higher than h when the nozzle 5 is a little more into the slag layer!
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abgesenkt wird. Infolgedesäen kann das Absaugen der Schlacke auch nach einem Unterdruckverlust wieder beginnen. Gegen Ende des Schlackeabsaugens, wenn nur noch eine dünne Schlackenachicht übrig geblieben ist, muli der Unterdrück auf einen Wert verringert werden, dir niedriger liegt, als eine Metallsäule von h mm entspricht, um zu verhüten, dad Metall abgesaugt wird. Wenn bei geschmolzenem Stahl mit 7kg/dnr h » 300 mm ist, so entspricht dies einer Schlackensäule von 600 mm bei 3,5 kg/dm und einer Wassersäule von 2100 mm.is lowered. As a result, the suction of the slag can start again even after a loss of negative pressure. Towards the end of the slag extraction, when only a thin layer of slag remains, the negative pressure must be reduced to a value lower than a metal column of h mm corresponds to, in order to prevent metal from being extracted. If in molten steel with 7kg / dnr h »300 mm, this corresponds to a slag column of 600 mm at 3.5 kg / dm and a water column of 2100 mm.
In den Figuren 3 und 4 sind die gleichen Bezeichnungen verwendet, aber das Saugrohr 6 ist hier so geformt, daß ee über seine ganze Länge schräg verläuft, und es ist in ein Rohr 34 mit vakuumdichte* Deckel 32 über einem Sammelgefäß 31 eingebettet, das von einem Gabelgestell 33 getragen wird. Hier ist das letzte Ende des Schlackenabsaugens dargestellt, wobei nur noch ein ganz kleiner Spalt zwischen der Düse 5 und dem geschmolzenen Metall besteht. Das geschmolzene Metall ist in dae Rohr 6 hinein-gesaugt, wobei aber die Schlacke durch den schmalen Spalt und längs der Oberkante des Saugrohre abgesaugt und der Schlackenpfanne 31 zugeführt wird. Da das geschmolzene Metall in das schräge Saugrohr 6 hineingesaugt ist, wird es demzufolge von der Schlacke getrennt und dem Metallbad 3 wieder zugeführt.In Figures 3 and 4, the same designations are used, but the suction pipe 6 is shaped here so that ee over its entire length is inclined, and it is in a tube 34 with a vacuum-tight * lid 32 over a collecting vessel 31 embedded, which is carried by a fork frame 33. The last end of the slag suction is shown here, with only a very small gap between the nozzle 5 and the molten metal. The molten metal is sucked into the pipe 6, but with the slag is sucked through the narrow gap and along the upper edge of the suction pipe and fed to the slag pan 31. Since the molten metal is sucked into the inclined suction pipe 6, it is consequently separated from the slag and fed back to the metal bath 3.
Die Sohlacken-Saugvorrichtung kann leicht mit einer Saugleistung von 5 bis 10 Tonnen Schlacke je Minute hergestellt werden, und gegen Ende des Verfahrens kann die Leistung leicht durch Herabsetzen des Unterdrücke verringert werden, , wenn die Schlackenentfernung begrenzt werden soll, nämlich durch die Möglichkeit, den Schlackenreajt aus dem Ofen mittels der Saugdüse zu entfernen.The sole suction device can be easily operated with a suction power from 5 to 10 tons of slag per minute can be produced, and towards the end of the process the output can easily be reduced by lowering the negative pressure, if the slag removal is to be limited, namely by means of the possibility of removing the slag from the furnace the suction nozzle.
Beim Entschwefeln und Entphosphorisieren eines Stahlbadee besteht gemäß der Erfindung das übliche Verfahren darint daßWhen desulphurization and Entphosphorisieren a steel Badee the invention, the usual procedure according to the fact that t
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zunächst die Originalschlacke (diegeschmolzene Schlacke) Ln Aen geschmolzenen Stahl nineingeschleudert wird, erforderlichenfalls unter Zusatz von Oxidationsmitteln, so daß ftie gesamte Schlackenmenge mit der gesamten Stahlmenge-reagieren laujJ,. um eine maximale Entschwefelung bzw* Intpnospiioriaierung zu erreichen. Die Schlacke wird darm so vollständig «de möglich abgesaugt, wobei der gegenseitige Abstand der Jcliiackenpropeller derart verändert werden kann, daß eine umlaufende Wellenbewegung erreicht wird und die Schlacke leichter der Auskleidung des Ofens abgelöst werden ka»m*first the original slag (the molten slag) Ln Aen molten steel is thrown in, if necessary with the addition of oxidizing agents, so that The total amount of slag reacts with the total amount of steel. to a maximum desulfurization or * Intpnospiioriaierung to reach. The slag is then sucked off as completely as possible, the mutual spacing of the Jcliiackenpropeller can be changed so that a rotating Wave movement is achieved and the slag more easily the lining of the furnace can be removed
jfach dam Entschlacken werden frische Schlackenbildner augeset-st, |ie mittels der Schlackenpropeller in den geschmolzenen Staiii kineingeschleudert werden, so daß die gesamte Schlackenmenge- ^Lt der Gesamtheit des geschmolzenen Stahls reagieren ka;m,. fcevor die Schlacke abermals mit Hilfe der Sehlacken-Absaugvoriichtung entfernt wird. Das Verfahren kann wiederholt werden, kis das gewünschte Resultat erreicht ist»Fresh slag formers are added to the purification process, | ie by means of the slag propeller in the molten staiii be thrown in so that the entire amount of slag ^ Lt the entirety of the molten steel react ka; m ,. fce the slag again with the help of the visual varnish suction device Will get removed. The procedure can be repeated until the desired result is achieved »
fegebenenfalls kann das Entschwefeln und Intphosphorisieren imEnde der Sehmelzphase ausgeführt werden, was von Wert sein Kann, wenn die sogenannte ASEA-SKiM1Iethode verwendet wird, ^obei man den Schmelzofen so schnell wie möglich zu entleeren Hlinscht und die abschließende Behandlung des Stahls in einer trhitzterf Pfanne durchführt *fegebenenfalls desulphurisation and Intphosphorisieren imEnde, the Sehmelzphase be performed when the so-called ASEA-SKiM 1 is used Iethode what can be of value, ^ obei to the melting furnace as soon as possible a deflate Hlinscht and the final treatment of the steel in trhitzterf Pan performs *
Die Schlacken-Atisaugvorrichtung ist auch in jenen Fällen wertvoll, wo man eine Reaktion durchzuführen wünscht, äie eine die Ofenauskleidung angreifende Schlacke ergibt, z.B. beim Herabsetzen des Silicium- oder Kohlenstoff-Gehalts mit Hilfe von Eisenerz und bzw. oder Sauerstoffgas. Der reagierende Stoff wird in Figur 3 und 4 über ein Rohr 35 zugeführt und in das geschmolzene Metall mit Hilfe der Schlacken-Propeller 7 hineinbefordert; die sich bildende Schlacke wird dann ,. unmittelbar durch das Saugrohr 6 wieder abgesaugt, ohneThe slag suction device is also in those cases valuable where one wishes to carry out a reaction, aie a slag attacking the furnace lining results, e.g. when reducing the silicon or carbon content with the aid of iron ore and / or oxygen gas. The reacting substance is supplied in FIGS. 3 and 4 via a pipe 35 and transported into the molten metal by means of the slag propellers 7; the slag that forms is then,. Sucked away again directly through the suction tube 6 without
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erst mit der Ofenauskleidung in Berührung zu kommen.first come into contact with the furnace lining.
Auf dieselbe \Jelse kann man das Entphosphorisieren einer Eisen erzschmelze durchführen. In diesem Falle werden Kalk, Schmelzmittel und oxidierende Stoffe, z.B. Eisenerz-Konzentrat, über das Rohr 35 zugefügt und mittels der Schlacken-Propeller 7 in das gescniiiolzenc Roheisen-'.^ζ hinein-befordert; -lie Schlacke wird Ain-ii mittels der freistehenden Fangarme 9 der Hündung 5 .oigefuhrt, v/ie aus Figur 3 riervorgeht. Man ernält dann örtlich eine genügende Üxidationszone für die Reaktion mit den Oalcium Phosphatenj v/elcne uiinittelbar danach mittels der Sohlacken-Absaugvcrrichtung entfernt werden, bevor die Phosphate eine Reduktion erfahren könneii.The same process can be used to dephosphorize an iron ore melt. In this case lime, flux and oxidizing substances, for example iron ore concentrate, are added via the pipe 35 and conveyed into the molten pig iron by means of the slag propeller 7; -lie slag is .oigefuhrt Ain-ii using the free-standing catch arms 9 of the Hündung 5, v / ie riervorgeht from FIG. 3 A sufficient oxidation zone is then created locally for the reaction with the calcium phosphates, and some can be removed immediately afterwards by means of the sludge suction device before the phosphates can undergo a reduction.
Es ist nicht erforderlich, den Ofen wahrend des Üeiilackenabsau gens zu kippen, und er kann ohne bnterbrech'-.ng betrieben werden, wal.'-'eiid aie Scnlacke entfernt \/ird.It is not necessary to leave the oven on while it is drying to tip over, and it can be operated without interruption, wal.
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