DE2065901B2

DE2065901B2 - Verfahren zum kuehlen einer konverterwindfrischduese

Info

Publication number: DE2065901B2
Application number: DE19702065901
Authority: DE
Inventors: Emile Moyeuvre-Grande; Gombert Marcel Daistein; Leroy Pierre St. Germain en Laye; Sprunck (Frankreich)
Original assignee: Ausscheidung aus: 20 33 975 Creusot-Loire S.A., Paris; Sacilor-Acieries et Laminoirs de Lorraine S.A., Hayange; Sprunck, Emile, Moyeuvre-Grande; (Frankreich)
Priority date: 1969-11-13
Filing date: 1970-07-08
Publication date: 1978-02-09
Also published as: FR2067143B1; DE2065901A1; DE2065901C3; FR2067143A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kühlen einer Konverterwindfrischdüse, insbesondere für den Fall, wo sie eintaucht und von unten nach oben, vertikal oder schräg, bläst.

Es ist bekannt, den Verschleiß einer Konverterwindfrischdüse zu verlangsamen, indem man den aus einem oxidierenden Gas bestehenden Hauptstrahl, der aus reinem Sauerstoff bestehen kann, mit einem Umfangsstrahl eines Kühlgases, beispielsweise Wasserdampf, Kohlendioxid, gasförmigen Kohlenwasserstoff etc. umgibt. Bei einer solchen Windfrischdüse mit gesonderter doppelter Speisung ist also ein Axialkreis für das oxidierende Gas und ein Umfangskreis für das kühlende Gas vorhanden (FR-PS 1450718).

Der Kühleffekt stammt einerseits aus der fühlbaren, durch das Gas zu dessen Erwärmung absorbierten Wärme, andererseits aus der Dissoziationswärme der gasförmigen Molekühle; in keinem Fall jedoch aus einer Verdampfungswärme.

Erfindungsgemäß soll ein gesteigerter Kühleffekt an der Nase oder dem Kopf der Düse bei geringerem Verbrauch an Kühlmedium erhalten werden, indem man zusätzlich Verdampfungswärme zum Einsatz bringt.

Zu diesem Zweck geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Kühlen einer Konverterwindfrischform mit gesonderter doppelter Speisung und kennzeichnet sich dadurch, daß in den Umfangskreis an Stelle eines kühlenden Gases Kohlensäureanhydrid im flüssigen Zustand eingeführt wird.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird das Kohlensäureanhydrid in flüssigem Zustand in einem zwischen zwei konzentrischen Rohren belassenen Ringspalt eingeführt.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung erfolgt zur Vermeidung gewisser Risiken der Zerstörung am Kopf oder an der Nase der Düse der Beginn des Blasvorganges durch Einführen eines oxidierenden Gases, bei dem es sich um reinen Sauerstoff handeln kann, im Umfangskreis, und durch Umkehrung nach Beginn der Läuterung des Metallbades, indem man in dem Umfangskreis das oxidierende Gas durch Kohlensäureanhydrid in flüssigem Zustand ersetzt.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung können Anwendungsdruck und Anwendungstemperatur des Kohlensäureanhydrids auf alle Fälle so gewählt werden, daß sich das Produkt im flüssigen Zustand bis zur Blasdüse befindet, wobei vorteilhaft zwischen 5 und 25 Bar für den Druck und zwischen -45° C und -13° C für die Temperatur gewählt werden und die Dichte des flüssigen Kohlensäureanhydrids sich dann nur sehr wenig von der des Wassers unterscheidet.

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung verwendet man aufeinanderfolgend als Kühlmittel Wasser, dann Kohlensäureanhydrid in flüssigem Zustand oder umgekehrt in der gleichen

Frischdüse.

Vorzugsweise erfolgt bei Herstellung von Stählen mit geringem Wasserstoffgehalt der erste Teil der Umsetzung, indem man Wasser als Kühlmittel für die Frischdüse verwendet, der zweite Teil der Umsetzung, indem man flüssiges Kohlensäureanhydrid als Kühlmittel einsetzt. So ermöglicht das Durchrühren des metallischen Bades mittels Kohlenoxid, welches aus der Zersetzung von Kohlensäureanhydrid stammt, dem im Bad enthaltenen Wasserstoff, vor dem Ende des Frischvorganges freigesetzt zu werden.

Der Vorteil, der in der Verwendung von flüssigem Kohlensäureanhydrid liegt, besteht gegenüber der Verwendung von Wasser darin, daß niedrige Wasserstoffgehalte im Stahl möglich werden und verglichen mit der Verwendung von gasförmigem Kohlendioxid die Vermeidung einer vorherigen Verdampfung, für die eine besondere platzraubende Vorrichtung notwendig ist, wobei ein gesteigertes Kühlvermögen pro Kilogramm eingesetzten Kohlensäureanhydrids ausgenutzt werden kann, weil man mit einem kälteren Produkt arbeitet, dessen Verdampfung zusätzliche Wärme an der Nase oder dem Kopf der Düse absorbiert.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß man leicht von Wasser auf flüssiges Kohlensäureanhydrid und umgekehrt bei der gleichen Anordnung von Frischdüsen übergehen kann, da die beiden Flüssigkeiten benachbarte Dichten aufweisen. Jedoch müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um lokale Entspannungen des Kohlensäureanhydrids zu vermeiden, die einen Kohlendioxidschnee erzeugen, welcher den Ringspalt der Düse verstopfen kann.

Bezüglich der Verwendung von Brennöl als Kühlmedium liegen die Vorteile der Verwendung flüssigen Kohlensäureanhydrids einerseits in einer größeren Reinheit im Falle von Verlusten und andererseits im Fehlen der Einführung von Wasserstoff in den Stahl. Schließlich liefert jedes Molekül CO₂ ein Halbmolekii! Sauerstoff, das zum Frischen des Eisens beiträgt und dessen Preis in dem des Kohlensäureanhydrids eingeschlossen ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Spülwind, der aus gewöhnlicher Luft oder aus einem neutralen Gas bestehen kann, in die Frischdüse eingeführt, sobald das oxidierende Gas des Axialkreises oder die Kühlflüssigkeit des Umfangskreises aufhören, die Düse zu speisen.

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung wird die Kühlmittelmenge mit Hilfe von Einrichtungen, beispielsweise volumetrischen Pumpen bewegt, indem man den Druck abhängig von den Änderungen des Durchlaßquerschnittes steigen oder fallen läßt, die am Kopf oder an der Nase der Frischdüse auf Grund teilweiser Verstopfungen durch das verfestigte Metall, gefolgt von einer teilweisen oder völligen Wiederaufschmelzung dieser Ablagerungen, hervorgerufen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit folgende Vorteile:

sehr guter Schutz der Düsen gegen Abnutzung;
keinerlei Verschmutzung der Umgebung;
sehr gute Sicherheit der Funktionsweise;
leicht mögliche Erzielung starker Drücke und Leichtigkeit der Verteilung.

Die Menge an flüssigem Kohlensäureanhydrid, die erforderlich ist, um den Schutz der durch das mittlere Rohr reinen Sauerstoff ohne Kalkpulver oder mit mittlerer Kalkpulvermenge blasenden Düse notwendig ist, liegt in der Größenordnung von 1 bis 2 Kilogramm pro Minute und pro Düse, entsprechend der Größe der Düse.

Wenn diese mittlere Menge unter starkem Druck eingeführt werden soll, der bis zu 25 Bar erreichen kann, dann sollte zur Vermeidung einer vorzeitigen Verdampfung der Flüssigkeit der Querschnitt des Kanals für diese Zuführung sehr klein sein, wesentlich kleiner als ein Querschnitt eines Kanals, der mit gewöhnlichem Brennstofföl gespeist wird. Wenn es sich um einen Ring handelt, dann sollte die Größe dieses Ringes beispielsweise zwischen 5 und ¹⁵/,₀₀ Millimeter liegen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kühlen einer Konverterfrischdüse mit getrennter doppelter Speisung in einem Axialkreis für das oxidierende Gas und in einem Umfangskreis für ein Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Umfangskreis an Stelle eines Kühlgases eine durch Kohlensäureanhydrid im flüssigen Zustand gebildete Kühlflüssigkeit eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Kohlensäureanhydrid in einem Spalt zwischen den beiden konzentrisch angeordneten Rohren zugeführt wird, der ringförmig ausgebildet sein kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Blasgases durch Einführen eines oxidierenden Gases, bei dem es sich um reinen Sauerstoff handeln kann, in den Umfangskreis erfolgt und daß nach dem Beginn der Läuterung des Metallbades eine Umkehrung vorgenommen wird, bei der im Umfangskreis das oxidierende Gas durch flüssiges Kohlensäueanhydrid unter Druck ersetzt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verwendungsdruck und Verwendungstemperatur des Kohlensäureanhydrids derart gewählt sind, daß diese Substanz im flüssigen Zustand verbleibt, daß sie jedoch vorzugsweise zwischen 5 und 25 Bar für den Druck und zwischen -45" und -13° C für die Temperatur liegen.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alternierend als Kühlmittel Wasser und Kohlensäureanhydrid im flüssigen Zustand verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Stahles mit niedrigem Wasserstoffgehalt als Kühlmittel während eines ersten Teiles der Umwandlung Wasser und während eines zweiten Teiles Kohlensäureanhydrid im flüssigen Zustand verwendet wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmitteldurchsatz mit Hilfe von Pumpen erfolgt, indem der Druck gesteigert und gesenkt wird, und zwar unabhängig von den Änderungen des Durchlaufquerschnittes an der Nase der Frischdüse auf Grund von teilweisen Verstopfungen durch verfestigtes Metall.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spülwind, der aus gewöhnlicher Luft oder aus einem neutralen Gas bestehen kann, in die Düse eingeführt wird, sobald das durch den Axialkreis geblasene oxidierende Gas oder sobald die Umfangskühlflüssigkeit aufhört, die Düse zu speisen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Spülgas an Stelle der Umfangskühlflüssigkeit vor und nach dem Frischen eingeführt wird, während der Konverter kein zu frischendes flüssiges Metall enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Umfangskohlensäureanhydrid-Flüssigkeit zwischen 1 und 2 Kilo

gramm/min/Düse beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt, durch den der Umfangsstrahl an Kohlenstoffanhydrid-Flüssigkeit eingeführt wird, eine Größe zwischen 5 und 'V₁₀₀ Millimeter aufweist.