DE2528672B1

DE2528672B1 - Vorrichtung zum foerdern von feinkoernigen feststoffen in metallschmelzen

Info

Publication number: DE2528672B1
Application number: DE19752528672
Authority: DE
Inventors: Horst Dr-Ing Abratis; Hans-Juergen Dr-Ing Langhammer; Horst Lotze; Klaus-Juergen Rendel; Klaus Dipl-Ing Schaefer
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1975-06-27
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1976-02-12
Also published as: DE2559975C2; SU620216A3; JPS5843171B2; FR2315544B1; JPS525604A; US4042223A; FR2315544A1; NL7603251A; BE841837A; GB1542076A; IT1060592B; DE2528672C2

Description

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malerweise über einen Zeitraum von 10 bis 15 min Im Falle von schlecht fluidisierbaren bzw. sich begleichmäßig vergleichsweise kleine Feststoffmengen sonders leicht zusammenbackenden Feststoffen kann in das Metallbad einzuführen. gegebenenfalls zur Vermeidung von Verstopfungen

Die pneumatische Förderung großer Mengen selbst im konischen Auslaufstück zusätzlich eine separate über große Entfernungen ist relativ unproblematisch. 5 Austrittsfluidisierung erfolgen, indem ein dünnes Schwierig ist das Fördern relativ kleiner Feststoff- Innenrohr innerhalb der Tauchlanze bis unmittelbar mengen mit notwendigerweise durch den Metallaus- vor das sich verengende konische Auslaufstück gewurf bedingt kleinen Fördergasmengen. Im Bereich führt und über dieses Rohr eine Teilgasmenge zur der Schubförderung, d. h. der Förderung großer Fest- Auflockerung angeboten wird.
Stoff anteile mit minimalem Fördergas ist eine Pulsa- io Der innere Querschnitt der Tauchlanze vom Eintion des Förderstromes vom Prinzip her nicht ver- trittsbereich bis zum konischen Auslaufstück kann meidbar, und dadurch bedingt schließt oder verstopft gegenüber dem inneren Querschnitt der an die Tauchsich häufig am Eintritt in das Metallbad der für die lanze angeschlossenen Förderleitung den vier- bis Förderung notwendige Förderquerschnitt. fünffachen Wert aufweisen, während der Querschnitt

Eine funktionsgemäße Förderung von Feststoffen 15 des Austrittsbereiches der Tauchlanze ein Drittel bis in Metallbäder kann man gemäß der DT-AS ein Zehntel des Querschnittes der Förderleitung be-23 03 978 erreichen, indem man durch eine Zusatz- tragen kann.

Bypaßleitung auftretende Druckschwankungen steuert Da ferner ein Zusetzen oder Verstopfen der Ausbzw, regelt und indem man mit dem Vorratsgefäß für trittsöffnung der Tauchlanze auf Grund der Größe Feststoffe so nahe wie möglich an die Austrittsöff- ao der Austrittsöffnung auftreten kann, ist es vorteilhaft, nung herangeht. Hierbei ist es jedoch nachteilig, daß wenn die Größe y der Austrittsöffnung der Lanze in die Konstruktion so auszulegen ist, daß mit dem cm² entsprechende Menge der in der Zeiteinheit zu Senken und Heben der Tauchlanze jeweils auch das fördernden Feststoffe χ in kg/min einem Wert der ganze Vorratsgefäß dieser Bewegung folgen muß; Beziehung y = a-x mit a — 0,025 bis 0,015 cm²· ungünstig ist vor allem die magernde Zugänglichkeit as min/kg entspricht.

der Apparate und die thermische Beaufschlagung un- Hierdurch wird erreicht, daß innerhalb der zum

mittelbar über der Stahlpfanne. Außerdem bereitet Behandeln des metallischen Schmelzbades, insbesondie Verfolgung der Feststoffentleerung über normale dere eines Stahlbades, verfügbaren Zeit von etwa Wägeeinrichtungen und der hohe Ausgangsdruck für 10 min die zum Behandeln des Bades notwendige den Druckverlust in der gleichbleibenden Förderlei- 30 Menge an Feststoffen eingeblasen werden kann, wotung Schwierigkeiten. bei das Einblasen mit solcher Geschwindigkeit erAufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, folgt, daß zusätzlich die gewünschte Reaktion zwieine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu sehen den eingeblasenen Feststoffen und dem schaffen, bei der ein Verstopfen der Lanze durch ein- Schmelzbad erreicht wird, wobei die Größe der Auslaufenden Stahl vermieden und ein störungsfreies 35 trittsöffnung zudem gewährleistet, daß bei der För-Einblasen der Feststoffe erreicht wird, auch wenn die derung der gewünschten Menge an Feststoffen kein Feststoffe über eine größere Entfernung gefördert flüssiger Stahl in die Lanze eindringt und diese verwerden müssen. stopft.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der innere Gegenstand der Erfindung ist ferner eine mit feuer-

Durchmesser der Lanze im Bereich der Austritts- 40 festem Material wenigstens im Eintauchbereich umöffnung hiervon gegenüber dem Durchmesser im kleidete Lanze aus einem Metallrohr für das Einfühübrigen Teil der Lanze verengt ist. ren von feinkörnigen Feststoffen in Metallschmelzen,

Hierbei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn der die sich insbesondere für eine Vorrichtung der obeninnere Durchmesser der Lanze etwa von deren Ein- genannten Art eignet und dadurch gekennzeichnet trittsbereich für das Fördergut an einen gegenüber 45 ist, daß zwischen dem Metallrohr und der Austrittsdem Durchmesser der Förderleitung erweiterten öffnung in das Schmelzbad der Förderweg durch eine inneren Durchmesser aufweist, während vorzugsweise keramische Wandung fortgesetzt ist.
der Förderleitungsquerschnitt sich gegenüber dem Durch diese Anordnung der keramischen Wan-

Querschnitt der Austrittsöffnung um einen Faktor 3 dung wird vermieden, daß Ansätze aus Metall am bis 5 erweitert und zweckmäßigerweise im unmittel- 50 Lanzenkopf in der Nähe der Austrittsöffnung gebildet baren Bereich der Austrittsöffnung in einen langen werden, die durch den Wärmeentzug bei der Expan-Konus ausläuft, wobei die Konizität vorzugsweise sion des Fördergases an der Austrittsöffnung entzwischen 5 und 45°, insbesondere 5 und 10° liegt stehen oder durch die metallische Wärmeableitung

Hierdurch wird erreicht, daß ein zur Verstopfung gebildet wurden, wenn die metallische Förderleitung führender Feststoffstau vermieden wird, wobei sich 55 unmittelbar bis zum Austritt in die Metallschmelze in dem in Förderrichtung vor der Austrittsöffnung reichen würde. Es ist deshalb zweckmäßig, wenn das befindlichen konischen Auslaufstück eine Verdich- Metallrohr kurz vor der Lanzenspitze endet und bis tungszone befindet, in der die Pulsationen der Förde- zur Lanzenspitze durch ein keramisches Rohr fortrung abgebaut werden. Unterstützt wird der Abbau geführt ist. Dabei kann das keramische Rohr in der von Pulsationen darüber hinaus durch die Gaspuffer- 60 Lanzenkrone mittels einer Schulter befestigt sein, die funktion in dem relativ großen Förderquerschnitt, in eine entsprechende Aussparung in der Stirnfläche der es seinerseits ermöglicht, ohne nennenswerte des Metallrohrs eingreift. Zweckmäßigerweise wird Druckverluste über große Entfernungen zu fördern, das keramische Rohr in hochtonerdehaltigem feuerd. h. das Fluidisierungs- und Vorratsgefäß unabhän- festem Material eingebettet, um Gasdichtigkeit zu ergig von der beweglichen Tauchlanze dort anzuordnen, 65 reichen.

wo es am günstigsten ist, wobei dann die Tragkon- Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in

struktion für die Tauchlanze auch nur für diese aus- den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele gelegt sein muß. näher erläutert.

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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Tauchlanze im tem Durchmesser des Stahlrohres 10 wird eine pulsa-

Schnitt, tionsfreie Förderung der reaktiven Feststoffe in den

Fig. 2 zeigt ausschnittweise eine andere Ausfüh- Stahl gewährleistet und damit eine Verstopfung der

rungsform einer Tauchlanze. Lanze durch einlaufenden Stahl verhindert.

In F i g. 1 ist eine Tauchlanze 1 dargestellt, die mit 5 Der Bereich des Stahlrohres 10 mit verbreitertem einer Förderleitung 2 verbunden ist, die zu einem Querschnitt kann auch an der Eintrittsöffnung 6 sich nicht dargestellten Vorratsbehälter führt, wobei der konisch erweiternd ausgebildet sein.
Tauchlanze 1 über die Förderleitung 2 ein Gas-Fest- Zur Nachfluidisierung kann innerhalb des Stahlstoff-Strom zugeführt wird. Die Tauchlanze 1 besteht rohres 10 ein Innenrohr 13 vorgesehen werden, das aus einem Stahlrohr 10, das auf dem größten Teil io bis zu dem konischen Auslaufstück 3 reicht und mitseiner Länge einen gegenüber dem Durchmesser der tels dreier Verankerungen 14 im Stahlrohr 10 mittig Förderleitung 2 vergrößerten Durchmesser aufweist, gehalten wird. Das Innenrohr 13 wird durch die Förwobei dieser erweiterte Bereich 12 an der Eintritts- derleitung 2 in die Lanze 1 eingeführt und ist mit öffnung 6 der Tauchlanze 1 beginnt. Kurz vor der einer entsprechenden Gasquelle verbunden.
Lanzenspitze besitzt das Stahlrohr 10 ein eine Quer- 15 Gemäß Fig. 2 kann die Stirnfläche des Metallschnittsverengung bewirkendes konisches Auslauf- rohres 10 eine Aussparung 11 aufweisen, in die ein stück 3, das sich in einer Bohrung 5 fortsetzt, deren keramisches Rohr 8 mit seiner Schulter 9 einsetzbar Durchmesser geringer als der Durchmesser der For- ist. Die Bohrung 5 setzt sich in dem keramischen derleitung 2 ist. Um eine möglichst geringe Wand- Rohr 8 bis zur Austrittsöffnung 7 fort, d. h., die Bohreibung der Feststoffe zu erzielen, werden kleine ao rung des Rohres 8 fluchtet mit der Bohrung 5. Das Konuswinkel bevorzugt. Das Ende der Bohrung 5 Rohr 8 ist mit hochtonerdehaltigem feuerfestem Mabildet das Austrittsende 7 des Stahlrohres 10. Die terial 4 umgeben, das die Lanzenkrone bildet.
Tauchlanze 1 ist zumindest in dem Bereich, der in Bei einer Förderleitung von 2,54 cm Durchmesser die Stahlschmelze eintaucht, mit einer gegebenenfalls beträgt der Durchmesser der Lanze bis zum koniarmierten Ummantelung 4 aus feuerfestem Material as sehen Auslaufstück vorzugsweise etwa 60 mm und versehen. der Durchmesser der Austrittsöffnung etwa 10 mm

Durch den relativ langen Bereich 12 mit vergrößer- bei einer Gesamtlänge der Lanze von 4,50 m.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

11. Tauchlanze nach Anspruch 10, dadurch Patentansprüche: gekennzeichnet, daß das Metallrohr (10) kurz vor der Lanzenspitze endet und bis zur Lanzenspitze

1. Vorrichtung zum Fördern von feinkörnigen durch ein keramisches Rohr (8) fortgeführt ist. Feststoffen in Metallschmelzen mittels einer an 5 12. Tauchlanzenach Anspruch 11, dadurch geein Vorratsgefäß über eine pneumatische Förder- kennzeichnet, daß das keramische Rohr (8) in der leitung angeschlossenen, mindestens im Eintauch- Lanzenkrone mittels einer Schulter (9) befestigt bereich mit feuerfestem Material umkleideten ist, die in eine entsprechende Aussparung (11) in Tauchlanze, dadurch gekennzeichnet, der Stirnfläche des Metallrohres (10) eingreift, daß der innere Durchmesser der Lanze (1) im io 13. Tauchlanze nach Anspruch 11 oder 12, Bereich der Austrittsöffnung (7) hiervon gegen- dadurch gekennzeichnet, daß das keramische über dem Durchmesser im übrigen Teil (12) der Rohr (8) in hochtonerdehaltigem feuerfestem Lanze verengt ist. Material (4) eingebettet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser der 15
Lanze (1) etwa von deren Eintrittsbereich für das

Fördergut an einen gegenüber dem Durchmesser

der Förderleitung (2) erweiterten inneren Durchmesser aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- ao
durch gekennzeichnet, daß sich der Bereich (12)

mit vergrößertem Durchmesser der Lanze (1) Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrich-

über den größten Teil der Länge der Lanze er- tung zum Fördern von feinkörnigen Feststoffen in streckt. Metallschmelzen mittels einer an ein Vorratsgefäß

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 35 über eine pneumatische Förderleitung angeschlossebis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem nen, mindestens im Eintauchbereich mit feuerfestem Bereich (12) mit vergrößertem Durchmesser und Material umkleideten Tauchlanze.

dem Austrittsbereich ein konisches Auslauf- Mittels derartiger Vorrichtungen sollen die Feststück (3) vorgesehen ist. stoffe möglichst tief unter der Badoberfläche einge-

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- 30 führt werden, damit während des Aufsteigens die kennzeichnet, daß die Konizität zwischen 5 und gewünschten Reaktionen ablaufen können. Normaler-45°, vorzugsweise 5 bis 10° liegt. weise soll auf diese Weise ein Metallbad — vorzugs-

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 weise flüssiger Stahl — entschwefelt, desoxydiert oder bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer- legiert werden. In der Regel haben die zugeführten schnitt im Bereich (12) mit vergrößertem Durch- 35 feinkörnigen Feststoffe ein gegenüber dem Metallbad messer den drei- bis fünffachen Wert desjenigen geringes spezifisches Gewicht, so daß sie schnell an der Förderleitung (2) aufweist. die Badoberfläche aufsteigen, wobei die gewünschte

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Umsetzung mit dem Metallbad nur in dieser Aufbis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer- steigzeit erfolgen kann. Auf diese Weise kann beischnitt des Aiistrittsbereiches ein Drittel bis ein 4° spielsweise mit feinkörnigem Kalk, Kalziumkarbid Zehntel des Querschnittes der Föderleitung (2) oder Magnesium entschwefelt werden, während mit beträgt. Kohle, Aluminium und allen sauerstoffaffinen Metal-

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 len desoxydiert werden kann und vornehmlich die bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (1) Metalle für eine Auflegierung in Frage kommen, ein an eine Gasquelle angeschlossenes Innenrohr 45 deren Metallauflösung auf Grund des geringen spe-(13) aufweist, das bis zu dem konischen Auslauf- zifischen Gewichtes bzw. der hohen Sauerstoffaffinistück (3) geführt ist. tat Schwierigkeiten bereitet. Gemeinsam ist den nur

9. Vorrichtung zum Fördern von feinkörnigen als Beispiel angegebenen Stoffen, daß sie nach dem Feststoffen in Metallschmelzen mittels einer an Einblasen an die Badoberfläche steigen und eine Affiein Vorratsgefäß über eine pneumatische Förder- 50 nität oder Aufnahmekapazität für Schwefel bzw. leitung angeschlossenen, mindestens im Eintauch- Sauerstoff aufweisen oder als Legierungsmetalle vor bereich mit feuerfestem Material umkleideten dem Luft- oder Schlackeneinfluß geschützt werden Tauchlanze, insbesondere nach einem der An- sollen. Sehr unterschiedlich ist das Verhalten im Mesprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die tallbad. So bleibt beispielsweise feinkörniger Kalk im Größe (y) der Austrittsöffnung (7) der Lanze (1) 55 flüssigen Stahl bis auf die gewünschte äußere Schwein cm² entsprechend der Menge der in der Zeit- felanlagerung unverändert, Kalziumkarbid zersetzt einheit zu fördernden Feststoffe (x) in kg/min sich, während die eingeführten Metalle aufgelöst wereinem Wert der Beziehung y = a · χ mit den, schmelzen oder auch verdampfen. Das Ziel einer a = 0,025 bis 0,015 cm² · min/kg entspricht. solchen Behandlung ist in jedem Fall, während des

10. Mit feuerfestem Material wenigstens im 60 Hochsteigens der zugeführten Feststoffe einen innigen Eintauchbereich umkleidete Tauchlanze aus einem Kontakt mit dem zu behandelnden Metallbad zu er-Metallrohr zum Fördern von feinkörnigen Fest- möglichen. Dies geschieht einmal durch das möglichst stoffen in Metallschmelzen, insbesondere zur Ver- tiefe Einblasen unter die Badoberfläche. Hier ergeben wendung bei einer Vorrichtung nach einem der sich jedoch natürliche Grenzen auf Grund der jewei-Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß 65 ligen Pfannengröße bzw. der nutzbaren Tiefe von zwischen dem Metallrohr (10) und der Austritts- Sammel- oder Transportgefäßen. Zum anderen ist die öffnung (7) in das Schmelzbad der Förderweg Möglichkeit gegeben, die Behandlungszeit so weit durch eine keramische Wandung fortgesetzt ist. auszudehnen, wie es betrieblich möglich ist, d. tu nor-