DE2809757A1

DE2809757A1 - Verteilerkopf fuer ein windfrischgefaess

Info

Publication number: DE2809757A1
Application number: DE19782809757
Authority: DE
Inventors: David Kallom Griffiths
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1977-03-07
Filing date: 1978-03-07
Publication date: 1978-09-14
Also published as: FR2383233B1; JPS53131206A; US4062530A; SU847927A3; GB1587804A; ES467569A1; IT7867438A0; CA1094803A; BR7801350A; PL205111A1; CS207589B2; FR2383233A1; PL108347B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verteilerkopf für ein

Stahlfrischgefäß.

Während des Prischens von Stahl mit Hilfe des allgemein als Q-BOP-Verfahren bezeichneten bodenblasenden Sauerstoffverfahrens wird mitgeführte Kalkteilchen enthaltender Sauerstoff nach oben durch Blasformen geblasen, die mit dem Gefäßinneren unterhalb des Schmelzbadspiegels in Verbindung stehen. Jede Blasform ist von einem konzentrischen Rohr umschlossen, aus welchem gleichzeitig ein Abschirmfluid, wie Erdgas, Propan oder andere flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffe ausgeblasen werden. Diese Abschirmmedien dienen als Kühlmittel und verringern den Kontakt zwischen dem Sauerstoff und dem Schmelzbad im Bereich der Blasformausgänge, um auf diese Weise die Blasformerosion zu verringern.

Typischerweise ist ein Q,-BOP-Gefäß mit mehr als 12 Blasformen versehen. Die Blasformen sind so angeordnet, daß ihre Öffnungen in aas Gefäßinnere einen diametralen Schwad quer über den Gefäßboden definieren. Um eine gleichmäßige Verteilung von Sauer-

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ORIGINAL INSPECTED"

stoff und mitgeführtem Kalk zu jeder Blasform zu gewährleisten, werden diese Stoffe einem Verteilerkopf zugeführt, der am Gefäßboden befestigt ist. Aus diesem Verteilerkopf verlaufen Speiseleitungen zu jeder der Blasformen. Der Verteilerkopf ist ein hohlzylindrischer Körper, der in zwei im vertikalen Abstand voneinander angeordnete Abschnitte unterteilt ist, die untereinander mit Hilfe eines axialen Verbindungsrohres verbunden sind-Die Sauerstoff-Kalk-Suspension wird tangential in den oberen Abschnitt eingeleitet und tritt unter Wirbelwirkung in das Verbindungsrohr ein, welches die Suspension in den unteren Verteilerkopfabschnitt transportiert, aus welchem es den Verteilerkopf durch die Speiseleitungen verläßt, die über radiale öffnungen in der Verteilerkopfwand mit dem Verteilerkopf verbunden sind.

Verteilerköpfe der beschriebenen Art sind mit dem Nachteil behaftet, daß sie nur eine relativ kurze Lebensdauer besitzen, was eine Folge des übermässigen Abriebs ist, der an den Innenflächen als Folge der abrasiven Wirkung der mit hoher Geschwindigkeit auf die Wandoberfläche auftreffenden Kalkteilchen auftritt. Der stärkste Abrieb tritt an demjenigen Abschnitt der Innenwand auf, der unmittelbar strömungsmäßig unterhalb des Tangentenpunktes des Einlaßrohres liegt. Der starke Abrieb an dieser Stelle kann auf den Pincheffekt zurückgeführt werden, der durch den im Kreislauf strömenden Anteil der Fluidsuspension erzeugt wird, der nicht bei seinem ersten Durchgang durch das Innere des Verteilerkopfes in das Verbindungsrohr eintritt. Der im Kreislauf geführte Anteil der Fluidsuspension verursacht hinter der tangentialen Einlaßöffnung in den Verteilerkopf eine Einschnürung des Fluid-Strömungspfades der eintretenden Strömung, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der Fluidsuspension erhöht wird, was wiederum eine Steigerung der abrasiven Wirkung zur Folge hat, die die Kalkteilchen auf die Oberfläche ausüben.

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Die Erfindung verfolgt das Ziel, solche Verteilerköpfe zu verbessern.

Der erfindungsgemäß ausgestaltete Verteilerkopf umfaßt einen hohlen, im allgemeinen zylindrischen Körper, eine Einrichtung, die das Innere dieses Körpers in axial voneinander beabstandete Abschnitte unterteilt, eine Einrichtung, die diese Abschnitte miteinander strömungsmäßig verbindet, eine Einlaßeinrichtung zum Einleiten von Fluid in einen der Abschnitte, wobei dem S¹IuXd eine Spinnbewegung erteilt wird, so daß das Fluid durch Wirbelwirkung dazu veranlaßt wird, von dem ersten Abschnitt durch die Verbindungseinrichtung zu dem anderen Abschnitt zu strömen, eine Einrichtung zum Austragen von Fluid aus diesem anderen Abschnitt und Leiteinrichtungen, welche den Strömungspfad des Fluids in dem einen Abschnitt so ablenken, daß er nicht mit dem Strömungspfad des durch die Einlaßeinrichtung eintretenden Fluids übereinstimmt.

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt somit darin, daß übermässiger Abrieb bei einem Verteilerkopf, der an einem Frischgefäß für das bodenblasende Sauerstoffverfahren verwendet wird, um Sauerstoff und mitgeführten Kalk den Konverter-Blasformen zuzuführen dadurch vermieden werden kann, daß eine spiralige Rampe oder ein spiralenförmiges Leitblech vorgesehen wird, welches sich zwischen den Einlaß- und Auslaßbereichen des betroffenen Abschnittes des Verteilers erstreckt. Die Sampe ist so angeordnet, daß die eintretende Sauerstoff-Kalk-Mischung mechanisch .von dem durch den betroffenen Bereich strömenden Fluß getrennt ist, wodurch eine Interferrenz der beiden Strömungen und damit auch das Auftreten einer Verschleiß hervorrufenden Strömungsbeschleunigung, die bei Interferrenz auftreten würde, vermieden wird.

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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Pig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht -eines Säuerstoff-Frischkonverters, der mit einem Verteilerkopf nach der Erfindung versehen ist,

!Fig. 2 eine Seitenansicht einer in dem Konverter nach Pig. 1 verwendeten Blasform,

Pig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht auf die Unterseite eines Bodenstopfens in dem Konverter gemäß Pig. 1,

Pig. 4- eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen

Verteilerkopfes, wobei ein Teil der Körperwandung entfernt ist, und

Pig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Pig. 4.

Pig. 1 zeigt einen Prischkonverter 10 für das bodenblasende Sauerstoff-Prischverfahren mit einem mit einer feuerfesten Auskleidung 14- versehenen Mantel 12 und einem entfernbaren feuerfesten Bodenstopfen 16, der eine Vielzahl von aufrecht stehenden Blasformen 18 aufvreist. Jede Blasform 18 besteht aus einem inneren Rohr 20 und einem dazu konzentrisch angeordneten Außenrohr 22, wobei die beiden Rohre so zusammenwirken, daß ein axialer Strömungsdurchtritt 24- und ein ringförmiger Strömungsdurchtritt 26 gebildet sind. Der Boden einer jeden Blasform 18 ist mit Hilfe einer Verschlußplatte 28 abgeschlossen, die an einem Plansch 30 am unteren Ende des AuSenrohrs befestigt ist. Speiseleitungen 32 durchsetzen die jeweiligen

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Verschlußplatten 28 und stehen mit den axialen Durchtritten 24 einer jeden Blasform in Verbindung, um entweder Sauerstoff allein oder eine Mischung aus Sauerstoff und Kalk herbeizuführen .Eine zweite Leitung 34 durchsetzt das Außenrohr 22 einer jeden Blasform und steht mit dem ringförmigen Durchtritt 26 in Verbindung, um diesem ein Äbschirrafluid, wie Propan, Erdgas oder ein anderes Kohlenwasserstoff-Fluid zuzuführen, wie dem Fachmann "bekannt. Ein Yerteilersammelgefäß 36, welches über eine Speiseleitung 38 mit einem Umhüllungsfluid-Vorrat verbunden ist, versorgt eine jede der Leitungen 34 mit Umhüllungsfluid.

Die Zufuhr des ITrischmediums, welches beispielsweise aus einer Mischung aus Sauerstoff und mitgeführten Kalkteilchen besteht, zu den jeweiligen Speiseleitungen 32 wird mit Hilfe eines Verteil er&opfes 4-0 herbeigeführt. Der Verteilerkopf 40 umfaßt einen hohlzylindrischen Körper 42, der am Boden des Gefäßmantels 12 mit Hilfe von Halterungseinrichtungen, wie Bügeln 44 befestigt ist, die über den Umfang verteilt am oberen Ende des Körpers angeordnet sind- Die einander gegenüberliegenden Enden des Innenraumes des Körpers 42 sind mit Hilfe einer unteren und einer oberen Verschlußplatte 48 bzw. verschlossen. Die untere Verschlußplatte 48 -ist als kreisförmige flache Platte ausgebildet, die mit ihrem Umfang durch Schweißen oder auf anderem Wege mit der unteren Kante des Körpers 42 verbunden ist. Die obere Verschlußplatte 50 ist als Gewölbeplatte ausgebildet und weist relativ zum Körperinneren eine konkave Wölbung auf. Der Umfang dieser Platte 50 ist dichtend mit dem oberen Abschluß des Körpers 42 verbunden. Das Innere des Körpers 42 enthält eine horizontale Trennplatte 52, die das Innere in zwei vertikal übereinanderliegende Kammern, nämlich eine obere Kammer 5^- und eine untere Kammer 56 unterteilt. Die Platte 52 besitzt eine axiale Öffnung 58, über welcher ein hochstehendes offenendiges Verbindungsrohr befestigt ist. Das obere Ende des Verbindungsrohres

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60 ist im vertikalen Abstand von der oberen Verschlußpläfce 50 angeordnet, so daß zwischen der oberen Kammer 54- und der unteren Kammer 56 eine Strömungsverbindung hergestellt ist.

Das Erischfluid wird der oberen Kammer 54- über eine Speiseleitung 62 zugeführt, welche die Körperwandung unter Ausbildung eines Tangentialeinlasses 6A- durchsetzt, wodurch dem !Fluid beim Eintritt in die Kammer eine Spinnbewegung erteilt wird. Ein Leitblech in Porm einer spiralenförmigen Rampe 66, welche sich seitlich zwischen dem Verbindungsrohr 60 und der Innenoberfläche der Körperwandung erstreckt, umschließt das Verbindungsrohr, wobei es eine volle Wendeldrehung zwischen der Trennplatte 52, unmittelbar im Bereich des Einlasses 64·, und der Oberkante des Verbindungsrohres ausführt. Der oberhalb der Rampe 66 gelegene Bereich der oberen Kammer 54- wird als Rennstrecke 67 bezeichnet.

Die untere Kammer 56 enthält eine Vielzahl von sich radial erstreckenden, hochstehenden Platten 68, die im wesentlichen in gleichmäßiger Beabstandung rings um den Umfang der Kammer angeordnet sind und eine Vielzahl von individuellen radialen Abteilen 70 bilden. Diese Abteile sind, wie in E¹Xg. 5 dargestellt, zum Inneren des Verbindungsrohres 60 offen. Öffnungen 72 durchsetzen die Wand des Körpers 4-2 und stehen mit jedem der Abteile 70 in Verbindung. Speiseleitungen 32 sind um jede der öffnungen 72 mit einem Ende an die Außenwand des Verteilerkörpers angeschlossen, so daß das Prischmedium aus der Speiseleitung 62 auf jede der Blasformen 18 verteilt wird.

Die Betriebsweise des vorstehend beschriebenen Verteilerkopfes ist wie folgt. Das Prischmittel, vorzugsweise ein Fluid aus einer Mischung aus Sauerstoff und mitgeführten Kalkteilchen, wird von der Speiseleitung 62 über den tangentialen Einlaß 64-in die obere Verteilerkammer 54- eingebracht. Wegen des Wirbel-

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effektes, der durch die dein Fluid erteile Spinnbewegung hervorgerufen ist, wird das Frischmittel zum Strömen entlang der Körperwandung veranlaßt, die die Rennstrecke 27 umschließt. Das natürliche Bestreben des Fluids besteht darin, in das Verbindungsrohr 60 einzutreten, und zwar durch dessen oberes Ende. Diese Neigung wird durch die konkave Gestalt der oberen Verschlußplatte 50 unterstützt- Aus dem Rohr 60 tritt das Frischfluid in die untere Verteilerkammer 56 ein, wo seine Drehbewegung in eine Radialströmung durch die Abteilungen 70 umgewandelt wird, was durch die Hindernisse herbeigeführt wird, die von den radialen inneren Enden der Trennplatten 68 gebildet werden. Aus den Abteilungen 70 strömt das Frischfluid durch die Öffnungen 72 in der Körperwandung hindurch und tritt in die jeweiligen Speiseleitungen 32 ein, um den axialen Strömungsdurchtritten 2Pr der Blasformen 18 zugeführt zu werden.

Beim Strömen zwischen dem Tangentialeinlaß 64- und dem oberen Ende des Verbindungsrohres 60 wird das Fluid durch die spiralenförmige Eampe 66 davor bewahrt, mehr als einen vollen Umlauf zwischen Eintritt und Austritt aus der oberen Verteilerkammer 54-zu machen. Aus diesem Grunde besteht für das strömende Medium keine Möglichkeit, mit der Strömung am Einlaß 64- zu kollidieren, was bedeutet, daß auch keine Möglichkeit dafür besteht, eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit herbeizuführen, die zur Folge hätte, daß der abrasive Effekt der Kalkteilchen auf die Innenoberfläche des Verteilerkopfkörpers verstärkt würde.

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e e r s e i t e

Claims

Pat entansprüche

1. Verteilerkopf für ein Stahlfrischgefäß mit einem hohlen, allgemein zylindrischen Körper, einer das Innere des Körpers in axial zueinander beanstandete Abschnitte unterteilenden Trennwand, einem diese Abschnitte strömungsmäßig miteinander verbindenden Strömungskanal, einem Einlaß zum Einbringen von Speisefluid in einen der Abschnitte, mit dessen Hilfe dem Speisefluid eine Spinnbewegung erteilbar ist, wodurch das Speisefluid durch Wirbelwirkung dazu veranlaßt wird, durch den Strömungskanal in den anderen der Abschnitte zu strömen, und mit Ausläßen zum Entlassen des Speisefluids aus dem anderen der Abschnitte, dadurch gekennz eichnet , daß der eine Abschnitt (54) des Körperinneren mit einer Leiteinrichtung (66) versehen ist, die den Strömungspfad der Fluidströmung in diesem Abschnitt vom Einlaß (64·) ablenkt.

2. Verteilerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die Leiteinrichtung eine spiralenförmige P_Lampe (66) aufweist, welche sich vom Einlaß (64) bis zum Eingang des Strömungskanals (60) erstreckt.

3- Verteilerkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (60) als mit der Wandung (42) des Körpers konzentrisches Axialrohr ausgebildet ist und

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TELEFON (Ο89) 22 28 62

TELEX OS-29 3ΘΟ

TELEKOPIERER

daß sich die spiraliga Rampe (66) um dieses Sohr erstreckt.

4. Verteilerkopf nach. Anspruch 3₅ dadurch g e k e η η ζ eichnet ,daß das Einlaßende des Axialrohrs (60) axial von der oberen Wandung des Eörpers entfernt ist und daß diese obere Wandung (50) gewölbt ist.

5- Verteilerkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaß eine Leitung (62) aufweist, die im wesentlichen tangential zur Seitenwandung (42) des Körpers angeordnet ist.

6. Verteilerkopf nach einem der Ansprüche Λ bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der andere Abschnitt (56) des Eörperinneren mittels radialer Platten(68) in Abteile (70) unterteilt ist, die mit den Auslässen (32) in Strömungsverbindung stehen.

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