DE574280C

DE574280C - Method and device for treating iron baths in steel-making furnaces

Info

Publication number: DE574280C
Application number: DEK115289D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hugo Bansen; Dr-Ing Karl Loebbecke
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1929-06-19
Filing date: 1929-06-19
Publication date: 1933-04-11

Description

Verfahren und Einrichtung zum Behandeln von Eisenbädern in Stahlerzeugungsöfen In dem Hauptpatent ist ein Verfahren behandelt, nach dem Eisenbäder mit Wasser gefrischt werden, wobei das Wasser u. a. durch Rohre dem Bade zugeführt wird. Bei der Ausführung des Verfahrens hat sich herausgestellt, daß bei Anwendung einfacher Eisenrohre diese nur kurze Zeit zu verwenden sind, so daß der Verschleiß an Rohren das Verfahren unwirtschaftlich machen kann.Method and device for treating iron baths in steelmaking furnaces The main patent deals with a process by which iron baths are refreshed with water the water, inter alia. is fed through pipes to the bath. When executing the method has been found that when using simple iron pipes this are to be used only for a short time, so that the wear on pipes the process can make it uneconomical.

Die begrenzte Haltbarkeit einfacher Eisenrohre ist in den Wärmeübergangs- und Wärmeleitungsverhältnissen begründet. Der Wärmeübergang von der Seite des bewegten Bades an das Rohr ist etwa gleich dem von Wasser an die Rohrwand, also etwa aooo bis 3000 WE, und wird sich infolge der starken Badbewegung und der im Verhältnis zum Rohrvolumen ungleich größeren Menge des Eisenbades, die praktisch zu keinem Temperaturabfall führt, an der oberen Grenze, also über 3000 WE befinden. Würde die Ausführung des Verfahrens über die gesamte der Erhitzung ausgesetzte Rohrstrecke ein Arbeiten mit siedendem Wasser, also mit einem Wärmeübergang von 40oo bis 6ooo WE ermöglichen, so wäre die Haltbarkeit des Rohres gesichert, da die sonst gute Leitfähigkeit des Eisens bei den beiderseitig hohen Wärme-Übergangsverhältnissen hier schon isolierend wirkt. Da das Verfahren aber nur eine verhältnismäßig geringe Wassermenge vorsieht, ist eine solche Führung praktisch nicht möglich. Der Wärmeübergang auf der Seite des Wassers ist also nur günstigsten Falles gleich dem Übergang auf der Seite des Eisenbades; das Rohr wird daher auf das Mittel zwischen Bad- und Wassertemperatur oder höher erwärmt werden. Damit kommt es in das Gebiet, wo die Festigkeitseigenschaften des Eisens fast Null sind, das Rohr dem Wasserdruck und der mechanischen Beanspruchung also keinen Widerstand mehr zu leisten vermag und nach kurzer Zeit aufreißt, wobei die nicht mehr gekühlten Teile abschmelzen.The limited durability of simple iron pipes is due to the heat transfer and heat conduction conditions. The heat transfer from the side of the moving bath to the pipe is about the same as that from water to the pipe wall, i.e. about aooo to 3000 WE, and is due to the strong bath movement and the much larger amount of the iron bath in relation to the pipe volume, which practically increases does not lead to a drop in temperature, are at the upper limit, i.e. above 3000 WE. If the execution of the process were to enable working with boiling water over the entire length of the pipe exposed to the heating, i.e. with a heat transfer of 40oo to 6ooo WE, the durability of the pipe would be ensured, since the otherwise good conductivity of the iron at the high heat levels on both sides. Transitional relationships here already have an isolating effect. However, since the method only provides a relatively small amount of water, such guidance is practically impossible. The heat transfer on the water side is therefore only in the most favorable case the same as the transfer on the iron bath side; the pipe will therefore be heated to the mean between bath and water temperature or higher. This brings it to the area where the strength properties of the iron are almost zero, the pipe can no longer offer any resistance to the water pressure and mechanical stress and after a short time it tears open, with the parts that are no longer cooled melt.

Diesem Verlauf kann nun gemäß der vorliegenden Erfindung auf zweierlei Art begegnet werden: _ a) Durch Verminderung oder Störung des Wärmeüberganges Eisenbad-Rohr; dies wird durch besondere, den Verhältnissen angepaßte isolierende Schutzmittel erreicht.According to the present invention, this course can now be done in two ways Type are countered: _ a) By reducing or disrupting the heat transfer iron bath tube; this is achieved by means of special insulating protective means adapted to the circumstances achieved.

b) Durch höhere Wärmeaufnahmefähigkgit des Einführungsrohres, so daß die Zeit bis zur Zerstörung eine praktisch und wirtschaftlich einwandfreie Ausführung des Verfahrens ermöglicht.b) Due to the higher heat absorption capacity of the inlet tube, so that the time to destruction a practical and economical impeccable Execution of the procedure enabled.

Ein Rohrschutz gemäß der Ausführung a kann auf verschiedene Art erreicht werden, nur ist bei der Anwendung den besonderen Verhältnissen Rechnung zu tragen, wie sie durch das Wachsen des Rohres und die starken mechanischen Beanspruchungen und Erschütterungen bedingt sind. Ein einfacher Isolationsschutz aus feuerfesten Rohrsteinen hat sich so z. B. als unbrauchbar erwiesen. Man kann jedoch die Schutzwirkung einer gut warmen, festanhaftenden, zähflüssigen Schlacke anwenden, wobei der SchlackenÜberzug vor dem Erstarren und Abspringen dadurch zu schützen ist, daß während der ganzen Verwendungszeit eine Erkaltung der Masse vermieden wird. Der Überzug ist also unmittelbar vor dem Einsetzen der Rohre durch Überziehen mit flüssiger Schlacke aufzutragen oder auch während des Frischens durch gelegentliches Anheben des Rohres zwecks Neubildung der Schicht aus der über dem Bad liegenden Schlacke zu ergänzen. Ist die Dicke der Schutzschicht, die sich zum Teil aus Bestandteilen des Bades ergänzt, richtig bemessen, so stellt sich in zu-und abgeführter Wärme ein Gleichgewicht ein, das die Wasserzuführung sichert. Auch kann so vorgegangen «erden, daß die Rohre während des Frischens mit beliebiger feuerfester Isolationsmasse, beispielsweise Dolomit, übergossen oder angespritzt werden.A pipe protection according to embodiment a can be achieved in various ways only needs to be taken into account when using the special conditions, how they are caused by the growing of the pipe and the strong mechanical stresses and vibrations are caused. A simple insulation protection made from fireproof Rohrsteinen has so z. B. proved unusable. However, you can use the protective effect apply a warm, firmly adhering, viscous slag, with the slag coating It is to be protected from solidification and jumping off by the fact that during the whole Time of use a cooling of the mass is avoided. So the coating is immediate To be applied by coating with liquid slag before inserting the pipes or during freshening by occasionally lifting the pipe for the purpose of new formation to add the layer of slag above the bath. Is the thickness of the Correctly dimensioned protective layer, which is partly made up of components of the bathroom, in this way, an equilibrium is established in the heat supplied and removed, as does the water supply secures. It is also possible to proceed in such a way that the pipes with any refractory insulation compound, for example dolomite, poured over or be injected.

Da trotz dieses Schutzes immer noch eine Erwärmung der Rohre auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur stattfinden kann, wodurch die Haltbarkeit sehr herabgesetzt wird, wird zweckmäßig folgende Sicherung gegen ein Durchbiegen angewendet: Man legt in das Rohrinnere ein Profileisen a, b oder c ein (s. Abb. i bis 4 der Zeichnung) ; dieses bleibt stets auf Wassertemperatur, also unter ioo°, und behält seine Festigkeit. Um ein Verbiegen zu verhüten, sind die Rohre also auf der gefährdeten Strecke mit einer Seele, beispielsweise einem T-, L- oder Flacheisen, zu versehen; doch ist darauf zu achten, daß diese Versteifung die Rohrwand nur an wenigen Punkten berührt und nicht durch Anliegen über eine größere Fläche eine Wärmestauung und erhöhte Gefährdung des Rohres verursacht.Since, despite this protection, the pipes still heat up to a relatively high temperature can take place, which greatly reduces the shelf life the following protection against bending is expediently applied: One lays a profile iron a, b or c into the inside of the pipe (see fig. i to 4 of the drawing) ; this always remains at water temperature, i.e. below 100 °, and retains its strength. In order to prevent bending, the pipes are also on the endangered route to provide a soul, for example a T, L or flat iron; It still is make sure that this stiffener only touches the pipe wall at a few points and not a build-up of heat and an increase in concerns over a larger area Endangerment of the pipe.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer Einrichtung für die Ausführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent dargesellt, und zwar zeigt Abb. i ein besonders ausgebildetes Wasser= einblasrohr im Längsschnitt, Alb. 2 einen Ouerschnitt des Rohres, Abb. 3 und q. je einen Querschnitt des Rohres bei anderer Innenausbildung und Abb. 5 eine weitere Ausführungsform eines Wassereinblasrohres.In the drawing are exemplary embodiments of a device for Execution of the process according to the main patent is shown, namely Fig. I a specially designed water injection pipe in longitudinal section, Alb. 2 a cross section of the pipe, Fig. 3 and q. one cross-section of the pipe each with a different interior design and Fig. 5 shows a further embodiment of a water injection pipe.

Nach der Ausführung b wird ein guter Rohrschutz durch größere Wärmeaufnahmefähigkeit des Zufuhrmittels durch Einführung des Wassers in das Eisenbad mittels Blockschrotts in Form von Knüppelabschnitten, wie er dem Eisenbad auch sonst zugesetzt wird, erreicht. Die Knüppel sind in diesem Falle mit einer entsprechenden Bohrung in Mitte Längsrichtung und an einer Seite mit Gewinde zum Anschluß an das Wasserzufuhrrohr zu versehen. Weiter ist ein wirksamer Rohrschutz dadurch zu erzielen, daß das Zuführungswasser selbst ganz oder teilweise zum Schutz verwendet wird. Zu diesem Zweck läßt man das Wasser über die in das Bad eintauchende Rohrstrecke aus siebartig verteilten kleinen Löchern austreten. Die Kühlung und Sicherung des Rohres erfolgt dabei vorwiegend durch die Bindung der zur Aufspaltung des Wassers benötigten großen Zersetzungswärme.According to version b, good pipe protection is achieved through greater heat absorption capacity of the feed means by introducing the water into the iron bath by means of block scrap in the form of billets, as is otherwise added to the iron bath. The billets are in this case with a corresponding hole in the middle of the longitudinal direction and threaded on one side for connection to the water supply pipe. Furthermore, an effective pipe protection can be achieved that the supply water itself is used in whole or in part for protection. For this purpose one leaves that Water through the pipe section that is submerged in the bath and consists of small sieve-like distributions Leaking holes. The pipe is mainly cooled and secured by binding the great heat of decomposition required to split the water.

Weiter hat sich bei der Ausführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent die nachstehende Ausbildung der Einführungsrohre als vorteilhaft erwiesen, insbesondere bei Bädern mit beschränkter Badtiefe. Um eine sofortige kräftige Aufspaltung des Wassers in die Reaktionsgase Wasserstoff und Sauerstoff zu- begünstigen, wird das Mündungsstück d des Rohres derart ausgebildet, daß der Wasserstrahl in Form eines stark auseinandergezogenen Bandes in das Bad tritt (Abb. 5). Hierbei ist aber darauf zu achten, daß durch diese Umformung des Strahles keine Drucksteigerung in dem Rohr eintritt, die eine frühzeitige Zerstörung hervorrufen würde. Man muß also bei Berücksichtigung eines entsprechenden Kontraktionsfaktors die Ausbildung eines stets unverengten Querschnittes einhalten.Next has to carry out the process according to the main patent the following design of the inlet tubes proved advantageous, in particular for pools with limited bath depth. To achieve an immediate vigorous splitting of the This will favor water into the reaction gases hydrogen and oxygen Muzzle piece d of the tube designed such that the water jet in the form of a strongly pulled apart tape enters the bath (Fig. 5). But here is on it care must be taken that this reshaping of the jet does not result in an increase in pressure in the pipe occurs which would cause premature destruction. So you have to take into account a corresponding contraction factor the formation of an always unconstricted Adhere to the cross-section.

Schließlich kann der Verringerung der Eintauchtiefe des Rohres infolge Zurückbrennens oder Abschmelzens dadurch entgegengetreten werden, daß das Rohr spiralförmig ausgebildet wird (s. Abb.5), wobei gleichzeitig durch tangentiale Führung des Wasseraustrittes eine erwünschte Verstärkung der Badbewegung hervorgerufen werden kann.Finally, the reduction in the immersion depth of the pipe can result Burning back or melting can be countered by making the tube spiral is formed (see Fig.5), while at the same time by tangential guidance of the water outlet a desired increase in bath movement can be produced.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for treating iron baths in steelmaking furnaces according to patent 572 11 5, characterized in that the metal pipes used for introducing the water are formed by the formation or constant renewal of a layer of the molten materials alone or with the simultaneous supply of special refractory insulating materials, e.g. B. dolomite, are protected from excessive heating and softening.

2. Facility for carrying out the procedure according to Claim i, characterized in that an additional heat generation of the inlet tube in order to delay its destruction is achieved by introducing the Water in the bath is done by block scrap, such as billets added to the bath as scrap and used to carry out the process corresponding hole - are provided.

3. Device according to claim 2, characterized characterized in that sieve-like outlet openings over part or all of Length of the pipe end immersed in the bath are arranged. .I.

Facility for the execution of the method according to claim i, characterized in that depending on Desired depth of penetration, inclination and cohesion or distribution of the beam the pipe mouth according to the available water pressure and the time to be supplied Amount is expanded, narrowed or deformed in a nozzle-like manner.

Establishment according to Claim 4, characterized in that tubes are used in a spiral shape.

6. A device for carrying out the method according to claim i, characterized in that the tubes are provided with a core, for example a '[-, L- or flat iron, to secure against bending inside, the contact with the tube wall a few small area points remains limited.