DE2746027A1

DE2746027A1 - Verbesserungen an konvertern

Info

Publication number: DE2746027A1
Application number: DE19772746027
Authority: DE
Inventors: Gilbert Joseph Amann; Gerard Gorgeret; Amedee Lebrun; Alain Georges Moyaux; Michel Poupon
Original assignee: USINOR SA
Current assignee: USINOR SA
Priority date: 1976-10-19
Filing date: 1977-10-13
Publication date: 1978-04-27
Also published as: GB1592786A; DE2746027C2; JPS5649967B2; LU78332A1; NL7711436A; US4157817A; NL185293C; NL185293B; IT1091279B; JPS5351108A

Description

VERBESSERUNGEN AN KONVERTERN

UNION SIDERURGIQUE DU NORD ET DE L¹EST DE LA FRANCE, abgekürzt "USINOR"

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Vorliegende Erfindung, die auf die Zusammenarbeit der Herren Abteilungsingenieure MOYAUX und LEBRUN mit den Ingenieuren des Werkes Valenciennes der Antragstellerin, den Herren AMANN, GORGERET und POUPON, zurückgeht, bezieht sich auf eine Einrichtung zur Einleitung von Medien und pulverförmigen Produkten in die Düsen am Boden eines Konverters.

Das Frischen von Stahl in einem Konverter wird durch intensives Einblasen eines Mediums wie Luft oder reiner Sauerstoff durch den Konverterboden bewirkt. Dabei kann das Medium pulverförmige Stoffe, etwa Kalkpulver, enthalten.

Das Einspritzen des Mediums mit pulverförmigem Produkt erfolgte bisher durch eine Einrichtung, die aus einer ringförmigen Zuleitung am Konverterboden besteht, wobei von dieser Ringleitung in gleichmäßigen Abständen auf ihr angeordnete Verbindungsleitungen ausgehen, welche die Ringleitung mit den einzelnen, am Boden des Konverters verteilt montierten Düsen verbinden. Die Einspeisung des Mediums und der pulverförmigen Produkte in die Ringleitung geschieht allgemein durch einen an einem bestimmten Punkt in die Ringleitung mündenden Kanal, wobei die Verbindungsleitungen zum Dehnungsausgleich S-förmig sind.

Allerdings werden das Medium und die pulverförmigen Produkte durch eine solche Einrichtung nicht gleichmäßig im Leitungssystem verteilt; außerdem kann eine starke Abriebwirkung an den DUseneintritten festgestellt werden, wodurch die Verwendung von Schutzrohren aus Keramik erforderlich wird, die oft ausgewechselt werden müssen.

Zweck dieser Erfindung ist es nun, diese Nachteile auszuschalten durch die Bereitstellung einer Einrichtung, die eine gleichmäßige Verteilung des Mediums und der pulverförmigen Produkte im System gewährleisten. Gleichzeitig wird der Abrieb an den DUseneintritten verringert, so daß der teure Einsatz von Schutzrohren überflüssig wird. Die Einrichtung hat außerdem geringe Abmessungen, so daß eventuell die Anzahl Düsen erhöht werden kann.

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Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Einrichtung für das Einspritzen von Medien und pulverförmlgen Produkten durch die Düsen am Konverterboden. Die Einrichtung besteht aus einem zylindrischen Kollektor für die Medien und pulverförmigen Produkte, der im Mittelabschnitt unter dem Konverterboden angeordnet ist, sowie aus Verbindungsleitungen zwischen dem Kollektor und den Düsen, die radial um den Kollektor gruppiert sind. Kennzeichnend für die Verbindungsleitungen ist ihre Lyra-Form mit geschlossener Windung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung hat der zylindrische Kollektor zwei Etagen, die über einen mittig angeordneten Hals miteinander verbunden sind. Die Verbindungsleitungen sind radial am Boden des KollektorsV* während' das Medium und die pulverförmigen Produkte über eine tangential verlaufende Speiseleitung zugeführt werden, die in die obere Etage einmündet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Innendurchmesser der Verbindungsrohre größer als derjenige der Düsen, wobei die Querschnittsverringerung durch einen konischen Anschluß bewirkt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen gerade Abschnitte der Verbindungsleitungen zwischen Kollektor und Düsen unterschiedliche Längen auf.

Nach einem weiteren Merkmal ist der Mittelpunkt des Kollektors nicht genau über dem Mittelpunkt des Kollektorbodens, sondern in einer leicht aus dem Mittelpunkt verschobenen Mittellage.

Nach einem wiederum anderen Merkmal der Erfindung ist am Konverter ein zylindrischer Kollektor tür eine Flüssigkeit zur Kühlung der Düsenspitzen montiert. Die Verbindungsleitungen zu den Düsen haben S-Forra oder gestreckte Lyra-Form mit offener Windung.

Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, auf die beigefügte Zeichnung Bezug nehmenden Beschrei-

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- Abb. 1 ist die Draufsicht der Einspritzeinrichtung für das Medium und die pulverförmigen Produkte, auf dem Konverterboden angeordnet;

- Abb. 2 ist ein Teil-Senkrechtschnitt durch die Einrichtung von Abb. 1;

- Abb. 3 ist ein Schnitt durch den konischen Anschluß zwischen einem Verbindungsrohr, einer Düse bzw. einem Düseneintritt.

- die Abb. 4, 5 und 7 sind Draufsichten der drei übrigen Ausführungsarten der Einrichtung nach der Erfindung;

- Abb. 6 ist ein Teil-Senkrechtschnitt durch die Einrichtung nach Abb. 5.

Obgleich die Einrichtung der Erfindung zum Einspritzen sämtlicher pulverförmiger Produkte mit sämtlichen flüssigen oder gasförmigen Medien geeignet ist, bezieht sich die folgende Beschreibung auf einen reinen Sauerstoffstrom, der Kalkpartikel mit einer Körnung von etwa 40 bis 100 m/^-enthält.

Der Kalk ist in einer Menge von etwa 3-8 kg/nr 0_o beigemischt;

■z c.

die Sauerstoffaufgäbe beträgt ca. 15 000 nr/h.

Auf den Abb. 1 und 2 wird einem Kollektor (1) mit zwei Etagen, der mittig am Boden (2) eines Konverters angeordnet ist, über eine Speiseleitung (3) tangential ein Sauerstoffstrom zugeführt, der Kalkpulver enthält. Leitung (3) tritt auf der oberen Etage (4) in den Kollektor (1) ein. Etage (4) und die untere Etage (5) des Kollektors sind durch einen zylindrischen Hals (6) zentral miteinander verbunden. Die Leitung (3) geht von einem (nicht gezeigten) drehbaren Anschluß aus, der auf einem der Lagerzapfen des Konverters montiert ist und in die durch die Mitte des Zapfens Sauerstoff und Kalkpulver aufgegeben wird.

Verbindungsrohre (7) gehen von der unteren Etage (5) des

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Kollektors aus und verbinden ihn mit den Düsen (8), die kreisbogenförmig auf dem Konverterboden angeordnet sind. Die Achsen der Rohre (7) - 10 Rohre bei der gezeigten Ausführungsart - verlaufen bei ihrem Austritt aus dem Kollektor senkrecht zur Achse des den Kollektor bildenden Zylinders und haben allgemein eine gestreckte Lyra-Form mit geschlossener Windung, um an die DUseneintritte zu gelangen. Diese Anordnung der Verbindungsrohre in Form einer ovalen Windung ermöglicht ein wirbelfreies Ausströmen des Sauerstoffstroms, der das aus dem Kollektor austretende Kalkpulver enthält.

Der Innendurchmesser der Rohre (7) ist größer als der Innendurchmesser der Düsen (8); die Querschnittsverringerung wird durch den auf Abb. 3 gezeigten konischen Anschluß (9) bewirkt.

In diesem konischen Anschluß (9) ist das Austrittsende (10) der Verbindungsrohre mit einem Anschlußteil (11) verschweißt, das innen konisch ausgebildet und dem Eintrittskonus (12) der Düse (8) angepaßt ist.

Der Kalkpulver enthaltende Sauerstoffgasstrom, der vom Ende (10) der Verbindungsrohre kommt, durchströmt auch den konischen Anschluß (9) wirbelfrei. Hierdurch wird bewirkt, daß der Gasstrom (13) - durch gestrichelte Linien angezeigt - am DUseneintritt (8) die DUsenwandung nicht berührt. Dieser Abstand des Gasstroms von der Wandung verringert den Abrieb an der Düse durch Kalkpartikel und macht die Schutzrohre überflüssig, die bisher für den Betrieb des Konverters nötig waren.

Um die Spitzen der Düsen während der Verbrennungsphase zu kühlen, wird darüber hinaus ein flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoff in Umlauf gebracht, und zwar von einer Stelle unterhalb des konischen Anschlusses (9) ausgehend, unmittelbar vor dem Durchtritt in die Bodenplatte des Konverters.

Im Falle eines gasförmigen Kohlenwasserstoffs - z.B. Butan bewirkt das endotherme Kracken dieses Mediums unmittelbar am Austritt der Düse in den Stahlguß die gewünschte Kühlung. Der

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Kohlenwasserstoff wird proportional zur Sauerstoffleistung aufgegeben.

Für die Kohlenwasserstoffzufuhr ist ein zylindrischer Kollektor (14) in der gleichen Art wie Kollektor (1) vorgesehen. Er ist unter diesem letzteren montiert, wie Abb. 2 zeigt. Der Kohlenwasserstoff wird tangential über eine Leitung (15) der oberen Kollektoretage (14) zugeführt, die mit einer unteren Etage verbunden ist.

Von dieser unteren Etage des Kollektors (14) gehen radial S-förmige Verbindungsleitungen (16) aus. Die Leitungen (16) sind über ein T-Stück (17) mit der Düse verbunden, wobei ein ringförmiger Raum (18) ausgespart bleibt, in dem der Kohlenwasserstoff umläuft.

Auf Abb. 4 wird einem Kollektor (1) mit zwei Etagen, der für die Medien und das Pulver vorgesehen und unter dem Boden (2) eines Kollektors in Mittellage, jedoch leicht aus dem Mittelpunkt des Bodens verschoben montiert ist, über eine Speiseleitung (3) tangential ein Sauerstoffstrom mit Kalkpulver zugeführt. Unter dem Kollektor (1) ist ein weiterer Kollektor (14) für die DüsenkühlflUssigkeit angeordnet, dem über eine Leitung (15) ein Kohlenwasserstoffstrom zugeführt wird. Leitungen (3) und (15) stehen im wesentlichen senkrecht zueinander.

Die Verbindungsleitungen (7) gehen von der unteren Etage des Kollektors (1) aus und verbinden diesen mit den am Konverterboden montierten Düsen (8).

Die Düsen (8) sind auf dem Konverterboden in einer abgeflachten und im wesentlichen um den Mittelpunkt des Konverterbodens zentrierten Kontur angeordnet. Bei der auf Abb. 4 gezeigten Ausführungsart hat diese Kontur Trapezform, bei der zwei Seiten gekrümmt sind; die Düsen sind auf drei Trapezseiten angeordnet.

Um diese Düsenanordnung aierreichen, weisen die geraden Abschnitte

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(20 und 21) der Leitungen (7) - auf Abb. 6 besser sichtbar entsprechend den Leitungen (7) unterschiedliche Längen auf.

Leitungen (16) verbinden den Kollektor (14) für die Kühlflüssigkeit über das T-Stück (17) mit den Düsen (8). Diese Leitungen haben S-Fonn und liegen zwischen den Leitungen (7).

Die Ausführungsart der auf Abb. 5 gezeigten Einspritzeinrichtung ist die gleiche wie vorher, d.h. sie besteht aus den leicht aus dem Mittelpunkt des Konverterbodens versetzten Kollektoren (1 und 14), den im wesentlichen senkrecht zueinander stehenden Speiseleitungen (3 und 15) und aus den Verbindungsleitungen (7), deren Abschnitte (21) unterschiedliche Längen aufweisen.

Bei dieser Ausführungsart sind di? Düsen auf einer trapezförmigen Kon bur angeordnet, von der zwei Seiten gekrümmt sind; allerdings befinden sich die Düsen hier auf allen Seiten des Trapezes, das im wesentlichen zentriert auf dem Konverterboden montiert ist.

Ein weiteres Merkmal dieser Ausführung sind die Verbindungsleitungen (16) zwischen dem Kollektor (14) für die Kühlflüssigkeit und den Düsen nach Abb. 6. Diese Leitungen gehen radial vom Kollektor (14) aus, haben allerdings allgemein eine gestreckte Lyraform mit offener Windung und sind im wesentlichen in der gleichen Längsachsenrichtung angeordnet wie die Abschnitte (20) der Leitungen (7).

Die Ausführungsart nach Abb. 7 besteht aus den im Mittelpunkt des Konverterbodens montierten Kollektoren (1 und 14), aus den Speiseleitungen (3a und 15a), die tangential an die Kollektoren geführt werden, allerdings parallel zueinander und symmetrisch zum Mittelpunkt des Kollektors verlaufen.

Bei dieser AusfUhrungsart sind die Verbindungsleitungen (16) für die DUsenkühlflüssigkeit identisch mit denen der Ausführung auf Abb. 5 und 6, d.h. allgemein gestreckt lyraförmig mit offener Windung und im wesentlichen in der gleichen Längsachsenrichtung

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AO
angeordnet wie die Abschnitte (20) der Leitungen (7), und zwar unterhalb der zuletzt genannten.

Bei dieser Ausführung sind die Düsen gleichmäßig auf einer stark abgeflachten Ellipse angeordnet, die um den Mittelpunkt des Konverterbodens zentriert ist.

Um diese Düsenanordnung zu erhalten, weisen die geraden Abschnitte (20 und 21) der Leitungen jeweils entsprechend den Leitungen (7) unterschiedliche Längen auf.

Bei der Einspritzeinrichtung für Sauerstoff und Kalkpulver dieser Erfindung fungiert der zylindrische Kollektor (1) demnach als eine Art Ausgleichsbehälter, der Sauerstoff und Kalkpulver gleichmäßig in die lyraförmigen Verbindungsleitungen mit geschlossener Windung aufgibt; hierin bildet sich ein wirbelfreier Gasstrom, der auch beim Durchgang durch den konischen Anschluß wirbelfrei bleibt und beim Eintritt in die Düse einen gewissen Abstand von den Düsenwandungen hat. Durch diese Einrichtung wird also gleichzeitig eine gleichmäßige Verteilung des Kalkpulvers im System sowie eine Verringerung der Abriebwirkung an den DUseneintritten erreicht, was die teuren Schutzrohre, die verhältnismäßig häufig ausgewechselt werden mußten, überflüssig macht.

Somit sind nach weiteren Ausführungsarten der Einspritzeinrichtung für Sauerstoff und Kalkpulver nach dieser Erfindung die Düsen am Konverterboden mehr zur Mitte hin, auf einer kleineren Fläche und symmetrischer zum Mittelpunkt des Bodens angeordnet, wodurch Kalkpulver und Sauerstoff noch gleichmäßiger verteilt werden, gleichzeitig jedoch das Merkmal eines wirbelfreien Gasstroms durch die Düse beibehalten bleibt; dies ermöglicht den Eintritt des Gasstroms in die Düsen ohne Berührung der Wandungen und damit einen geringeren Verschleiß der Düse. Außerdem kann durch die variable Länge der Verbindungsleitungen durch entsprechende Plazierung eine höhere Anzahl Düsen montiert werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. - Einspritzeinrichtung für Medien und pulverförmige Produkte durch die Düsen am Boden eines Konverters. Die Einrichtung besteht aus einem zylindrischen Kollektor für die Medien und pulverförmigen Produkte, der im Mittelabschnitt unter dem Konverterboden montiert ist, sowie aus Verbindungsleitungen zwischen Kollektor und den Düsen, die radial um den Kollektor angeordnet sind; die Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Verbindungsleitungen die Form einer Lyra mit geschlossener Windung haben.

2. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kollektor zwei Etagen aufweist, die durch einen mittigen, zylindrischen Hals miteinander verbunden sind, daß die Verbindungsleitungen radial unten am Kollektor montiert sind, während die Medien und pulverförmigen Produkte tangential über eine in die obere Etage einmündende Leitung eingespeist werden.

3. - Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Verbindungsleitungen größer ist als der Innendurchmesser der Düsen, wobei die Querschnittsverringerung durch einen konischen Anschluß bewirkt wird; hierdurch berührt der Gasstrom die DUsenwandungen nicht, wodurch Schutzrohre für die Düsen überflüssig werden.

4. - Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem aus einem weiteren zylindrischen Kollektor für die Kühlflüssigkeit der DUsenspitzen besteht, der unter dem Kollektor für die Medien und pulverförmigen Produkte montiert ist, wobei Verbindungsleitungen in S-Form den Boden dieses Kollektors für Kühlflüssigkeit mit T-Anschlußteilen verbinden, die am Eintritt jeder Düse sitzen und einen ringförmigen Kühlmittelstrom austreten lassen.

5. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geraden Abschnitte der Verbindungsleitungen zwischen dem Kollektor und den Düsen unterschiedliche Längen aufweisen.

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6. - Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor in Mittellage, leicht aus dem Mittelpunkt des Konverterbodens verschoben, montiert ist.

7. - Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem aus einem weiteren zylindrischen Kollektor mit einer Kühlflüssigkeit für die Düsenspitzen besteht, wobei der Kollektor unter demjenigen für Medien und pulverförmige Produkte montiert ist und Verbindungsleitungen in gestreckter Lyraform mit offener Windung den Kühlmittelkollektor mit T-Anschlußteilen verbinden, die am Eintritt jeder Düse sitzen.

8. - Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen, die vom Kühlmittelkollektor ausgehen, unter den Leitungen liegen, die vom Kollektor für Medien und pulverförmige Produkte ausgehen, und zwar in der gleichen Achsrichtung.

9. - Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitungen der Kollektoren für Medien und pulverförmige Produkte sowie für Kühlflüssigkeit im wesentlichen senkrecht zueinander stehen.

10. - Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitungen der Kollektoren für Medien und pulverförmige Produkte sowie für Kühlflüssigkeit parallel und symmetrisch zum Mittelpunkt des Kollektors verlaufen.

11. - Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen auf einer Kontur mit abgeflachter Form und im wesentlichen um den Mittelpunkt des Konverterbodens zentriert angeordnet sind.

12. - Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur mit abgeflachter Form ein gekrümmtes Trapez oder eine Ellipse ist.

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