EP0275311A1

EP0275311A1 - Verfahren und mehrlochdüse zum reparaturspritzen bei einer metallurgischen anlage

Info

Publication number: EP0275311A1
Application number: EP86905481A
Authority: EP
Inventors: Oleg Nikolaevich Chemeris; Izrail Abramovich Juzefovsky; Alexandr Alexandrovich Shershnev; Igor Pavlovich Tsibin; Alexandr Andreevich Kugushin; Mikhail Vasilievich Malakhov; Jury Viktorovich Lipukhin; Jury Ivanovich Zhavoronkov; Valery Nikolaevich Dudnikov; Alexandr Grigorievich Zeltser
Original assignee: VSESOJUZNY GOSUDARSTVENNY INSTITUT NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKIKH I PROEKTNYKH RABOT OGNEUPORNOI PROMUSHLENNOSTI
Current assignee: VSESOJUZNY GOSUDARSTVENNY INSTITUT NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKIKH I PROEKTNYKH RABOT OGNEUPORNOI PROMUSHLENNOSTI
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1988-07-27
Anticipated expiration: 2006-06-20
Also published as: ATE49235T1; IN165418B; DE3668005D1; HUT47647A; EP0275311A4; EP0275311B1; JPS63503558A; WO1987007913A1; BR8607173A

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Torkretieren eines metallurgischen Aggregats vorgesehen, das Wände (13) und einen Boden (14) hat, die mit einem Feuerfeststoff ausgekleidet sind. Das Verfahren besteht darin, daß an den Bereich des Bodens (14) ein Sauerstoffstrahl zugeführt wird, der nur einen Teil des Sauerstoffes für die Kohlenoxidblidung mit dem Brennstoff enthält und an das auszubessemde Futter der zweite Teil des Sauerstoffs mit einem Feuerfestpulver zugeführt wird, wobei in den in den Bereich des Bodens (14) gerichteten Sauerstoffstrahl ein pulverförmiger Brennstoff kontinuierlich zugeführt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Hilfe einer Mehrdüsenblasform (1) durchgeführt, die ein abkühlbares Gehäuse (2) enthält, in dem Rohrleitungen für die Zuführung von Feuerfestpulver, Brennstoff und Sauerstoff koaxial angeordnet sind, sowie mit Düsen (7, 9, und 8) für die Zuführung von Feuerfestpulver, Brennstoff und Sauerstoff entsprechend versehen ist, von denen die einen Düsen (6 und 7) auf der Seitenwand der Blasform (1) angeordnet und für die Zuführung von Sauerstoff und Feuerfestpulver entsprechend an den auszubessernden Bereich des Futters vorgesehen sind und die anderen Düsen (8 und 9) auf der Stirnseite der Blasform (1) angeordnet und für die Zuführung von Sauerstoff und Brennstoff an den Bereich des Bodens (14) des metallurgischen Aggregats vorgesehen sind, wobei die Summe der Querschnittsflächen der Düsen (6) für die Sauerstoffzuführung an den auszubessernden Bereich des Futters und die Querschnittsfläche der Düsen (8) für die Sauerstoffzuführung an den Bereich des Bodens (14) des metallurgischen Aggregats im wesentlichen gleich sind.

Description

Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Reparaturverfahren und Reparaturmittel, die im Eisenhüttenwesen angewendet werden und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Torkretieren des Futters eines metallurgischen Aggregats sowie eine Einrichtung zu seiner Durchführung.
Das erfindungsgemässe Torkretierverfahren kann zur Ausbesserung des Futters von metallurgischen Aggregaten zylindrischer Form.beispielsweise von Konvertern eingesetzt werden.
_Ausserdem kann die vorliegende Erdindung zum Torkretieren flacher Futteroberflächen in metallurgischen Aggregaten beispielsweise der Seitenwände von Stahlschmelz-, Wärme- und anderen Öfen verwendet werden.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Gegenwärtig werden an die Qualität des Ubersugs, der auf das Futter eines metallurgischen Aggregats aufgebracht wird, höhere Anforderungen gestellt.
Es ist ein Verfahren zum Torkretieren des Futters eines metallurgischen Aggregats bekannt, bei dem ein Gemisch aus einem feuerfesten Pulver und einem kohlenstoffhaltigen Brennstoff beispielsweise Periklas und Koks in feingemahlener Form, in einem Verhältnis von ca. 3:1 im Sauerstoffstrom auf das Futter aufgebracht wird (siehe den Artikel in der Zeitschrift "Ogneupory", 1981, Nr. 2, S. 36 bis 39). Beim Auftreffen der Kokssteilchen auf die Futterfläche, die eine Temperatur über 1000° C hat, entflammen sie und,umspült vom Sauerstoffstrom, verbrennen sie unter Bildung einer Hochtemperaturzone (1700 bis 1900° C), in der die Periklasteilchen bis zum plastischen Zustand erhitzt werden und sich an das Futter anschweissen, wobei auf diesem ein Überzug entsteht. Der auf diese Weise gebildete Überzug ist mit den Feuerfestoffen des Futters fest verbunden. Beim schroffen und tiefgehenden Abkühlen des Aggregats sowie beim schnellen Erhitzen bröckelt und blättert sich der Überzug von dem Futter nicht ab.
Die Entflammungszeit der Koksteilchen beträgt unabhängig von ihrer Grösse über 0,3 s, die Flugzeit bis zum Futter ist unter 0,1 s. Während des Aufenthalts auf dem Futter (0,2 s) werden die Koksteilchen mit mehreren Schichten der Periklasteilchen bedeckt und nach deren Entflammung und nach dem Sintern der nahegelegenen Periklasteilchen bleiben an der Stelle der Koksteilchen Hohlräume, u.zw. Poren mit einer Grösse von 1 bis 5 mm. Muster derartiger Überzüge haben eine Porigkeit von ca. 35%. Diese Poren werden mit der Schlacke ausgefüllt, der Überzug wandelt sich um, seine Feuerfestigkeit nehmen ab und als Folge verkürzt sich seine Standzeit. Ein Poriklasüberzug mit einer Dicke von 50 mm, der auf das Futter eines Sauerstoffkonverters im Bereich der Zapfen aufgebracht ist, hat eine Standzeit von ca. 10 Schmelzen (Verschleissgeschwindigkeit pro Schmelze - 5mm). Eine geringe Standzeit des Überzugs ist der Hauptnachteil des genannten Verfahrens zum Torkretieren des Futters.
Es ist eine Blasform zum Torkretieren des Konverterfutters (US-PS Nr. 3883078, bekanntgemacht 1975) bekannt, die konzentrisch angeordnete Rohrleitungen für die Zuführung von Feuerfestpulver, Brennstoff und Sauerstoff entsprechend und eine Düse für deren Ausströmen in Richtung zu dem auszubessernden Bereich des Futters hin enthält. Die Teilchen des Feuerfestpulvers werden am Düsenaustritt vom Sauerstoffstrom mitgerissen. Der Brennstoff entflammt und verbrennt. Es entsteht eine Flamme, in der die Feuerfestteilchen erhitzt und im plastischen Zustand auf die Oberfläche des Futters aufgebracht werden, wobei auf diesem ein feuerfester Überzug gebildet wird.
Beim Torkretieren wird eine hohe Dichte des Überzugs (ca. 10%) und eine gute Haftfestigkeit mit basischen feuerfesten Werkstoffen erzielt.
Jedoch zerspringt die Flamme beim Aufprall gegen das Futter und um die Auftreffstelle herum entstehen Abgasströme. Feine Teilchen des Feuerfestpulvers werden, ohne die Futteroberfläche an der Auftreffstelle der Flamme zu berühren, durch die Abgase aus dem Aggregat ausgetragen, Das Torkretieren des Futters mit einem senkrecht zu seiner Oberfläche gerichteten Strahl zeichnet sich durch eine geringe Wirksamkeit beim Aufbringen des Feuerfestpulvers aus, die 20 bis 50% (das Gewichtsverhältnis des im vorgegebenen Bereich angeschweissten Überzugs und des in das Aggregat zum Torkretieren eingeführten Feuerfestpulvers) beträgt. Somit hat die beschriebene Blasform eine relativ niedrige Wirksamkeit beim Aufbringen des Feuerfestpulvers.
Es ist ein Verfahren zum Torkretieren eines metallurgischen Aggregats (SU-Urheberschein Nr. 939565, 12.12.78, veröffentlicht am 30.06.82 im "Bulletin der Entdeckengen, Erfindungen, Gebrauchsmuster und Warenzeichen" Nr. 24) bekannt, bei dem der Stückkoks vorher auf den Boden des Aggregats chargiert und mit einem Sauerstoffstrahl angeblasen wird, wobei an das Futter des Aggregats Feuerfestpulver in zusätzlichen Sauerstoffstrahlen gleichzeitig zugeführt wird.
Vor dem Torkretieren hat das Futter des Aggregats eine Temperatur von über 1400° C. Für den Prozess wird Koks mit einer Stückgrösse von 20 bis 60 mm eingesetzt, der in einer Portion auf den Boden des Aggregats chargiert und bis auf eine Temperatur von über 1000° C auf der Stückoberfläche ausgehalten wird.
Zur Durchführung dieses Verfahrens werden in das Aggregat Blasformen für das Anblasen des auf den Boden des Aggregats chargierten Kokses mit Sauerstoff sowie für die Zuführung des Feuerfestpulvers mit dem zusätzlichen Sauerstoff an das Futter eingeführt, Die Sauerstoffzuführung wird eingeschaltet. Der an den Boden des Aggregats zugeführte Sauerstoff reagiert mit dem Koks unter Bildung von Kohlenoxid (CO). Das anfallende CO wird auf C0₂ (Kohlendioxid) in den zusätzlichen Sauerstoffstrahlen nachgebrannt, die auf das Konverterfutter gerichtet sind und feuerfeste Pulverstoffe wie Magnesit, Dolomit, Kalkstein enthalten. An den Koks wird über die Hälfte der gesamten in den Konverter eingeblasenen Sauerstoffmenge zugeführt. Der restliche Sauerstoff wird auf das Futter zum Nachbrennen des anfallenden CO gerichtet. Im Bereich des Aggregatbodens beträgt die Temperatur 1300 bis 1500°C, auf der Futteroberfläche erreicht die Temperatur 1800 bis 2000° 0. Bei dieser Temperatur plastifizieren sich die Reuerfestteilchen, schweissen sich an das Futter an und sintern zu einem dichten, festen und hochfeuerfesten Überzug, der mit dem Futter fest verbunden ist. Das auf das Futter aufgebrachte Pulver enthält keine ausbrennenden Zusätze (Koks, Anthrazit u.a.) und im Ergebnis wird ein Überzug mit hoher Dichte gebildet: seine Porigkeit beträgt 10 bis 20%. Ein derartiger Überzug besitzt eine gute Beständigkeit gegen die intensive Ätzwirkung der Schlacke während des Schmelzvorgangs im Sauerstoffkonverter. Seine Verschleissgeschwindigkeit beträgt 1 bis 2 mm pro Schmelze.
Gleichzeitig soll zum erfolgreichen Ablauf des Torkretiervorganges eine für die vollständige Sauerstoffaufnahme ausreichende Koksmenge im Konverter vorhanden sein. In einem 350-t-Konverter mit einem Durchmesser der Badauskleidung von 7 m erreicht beispielsweise die minimale Kokscharge 10 t. Dabei beträgt die Dicke der Koksschicht auf dem Konverterboden in der Anfangsperiode der Torkretierung nur 0,3 m. Beim Durchströmen dieser Koksschicht reagiert der Sauerstoffstrom fest vollständig mit Kohlenstoff, und die CO-Konzentration in den vom Aggregatboden aufsteigenden Gasen liegt an die 100%. Im weiteren nimmt mit dem Ausbrennen von Koks und mit seiner Verschlackung (Bedeckung seiner Oberfläche mit Asche) die Reaktionsfläche bei der Zusammenwirkung des Sauerstoffes mit Koks ab, und in Gasen beginnt der vom Koks nicht aufgenommene Sauerstoff anzufallen. Durch den Sauerstoffüberschuss sinkt die Temperatur in den Flammen, die bei der Zusammenwirkung der auf die Auskleidung gerichteten Sauerstoffstrahlen mit den vom Konverterhoden aufsteigenden Gasen entstehen. Der genannte Temperaturabfall gegen das Ende der Torkretiervorganges führt zu einer Erhöhung der Porigkeit des Überzugs auf 30%und mehr sowie zu einer erhöhten Geschwindigkeit des Uberzugsverschleisses.Bei einem Temperaturabfall an der Auskleidung unter 1800° C kann sich das Feuerfestpulver schon nicht mehr anschweissen, In dieser Periode bleiben im Konverter noch 3 bis 5 t des nicht reagierten Kokskohlenstoffs, der nach dem Abschluss der Torkretierung aus dem Konverter zusammen mit der abzuziehenden Schlacke ausgeschüttet wird, die ein Produkt aus der Zusammenwirkung der Koksasche und der abgeschmolzenen und auf den Boden abgeflossenen Arbeitsfläche der Auskleidung ist. In einem Torkretierarbeitsgang mit einer Dauer von 0,5 h werden auf das Konverterfutter ca. 15 t Feuerfestpulver aufgebracht. Der Anteil an Koks im Vergleich zum Feuerfestpulver beträgt 2/3, was fest das Doppelte der Koksmenge beträgt, die für die Entwicklung einer zum Ausbilden des Überzugs ausreichenden Temperatur erforderlich ist. Deswegen gehören zu den Nachteilen des genannten Verfahrens ein grosser Koksverbrauch und die Verschlechterung der Überzugsqualität gegen das Ende der Torkretierung.
Es ist ebenfalls eine Blasform (siehe Zeitschrift "Metallurg", 1977, Nr. 12, S.25 bis 26) zum Torkretieren metallurgischer Aggregate, insbesondere des Futters von Konvertern bekannt, die ein wassergekühltes Gehäuse enthält, in dem Rohrleitungen für die Zufuhrung eines pulverförmigen Gemisches aus Feuerfestpulver und Brennstoff sowie des Sauerstoffs koaxial angeordnet sind, sowie mit auf der Seitenfläche der Rohrleitungen angeordneten Düsen für die Zuführung dieses Gemisches und des Sauerstoffes in Richtung zu dem auszubessernden Bereich des Futters hin versehen ist. Zur Regelung der Überzugsdicke auf der Höhe und auf dem Durchmesser des Konverters ist die Blasform mit einer Einrichtung für die Drehbewegung und eine hin- und hergehende Bewegung ausgerüstet. Die Düsen sind auf der Seitenwand der Rohrleitungen in der Nähe ihrer Stirnseite angeordnet und auf den zylindrischen Teil des Konverterfutters gerichtet. Nach dem Ausströmen aus der Düse vermischt sich der Brennstoff mit dem Sauerstoff, das Gemisch erhitzt sich von der Futteroberfläche, entflammt und verbrennt unter Bildun.g einer Hochtemperaturzone auf dem Futter des Aggregats. Das Feuerfestpulver wird auf die Futteroberfläche aufgebracht, dort bis zum plastischen Zustand erhitzt, es schweisst sich an diese an und sintert unter Bildung eines fest an dem Futter haftenden Überzugs. Die Teilchen des Feuerfestpulvers, die sich an der Aufprallstelle der Flamme gegen das Futter nicht angeschweisst haben, werden mit den von dieser Stelle aufsteigenden Gasen in die Konverteratmosphäre ausgetragen, wo sie von einer beliebigen anderenflamme erfasst, wieder an das Futter zugeführt und auf seine Oberfläche in einem anderen Bereich aufgebracht werden.
Die Wahrscheinlichkeit des Anschweissens der Feuerfestteilchen an das Futter und folglich die Wirksamkeit beim Aufbringen des Feuerfestpulvers nehmen mit der vergrösserten Anzahl der auf das Futter gerichteten Düsen zu.
Zum Torkretieren von 130-t-Konvertern werden Blasformen mit 5 bis 10 Düsen eingesetzt, für 350-t-Konverter wird die Anzahl der Düsen auf 20 vergrössert. Dabei erreicht die Wirksamkeit beim Aufbringen des Feuerfestpulvers 90%.
Jedoch entflammt der pulverfärmige Brennstoff erst nach Verlauf einer gewissen Zeit (ca. 0,2 s) nach dem Aufbringen auf die Futteroberfläche, während der die Brennstoffteilchen durch die Reuerfestteilchen in den Überzug hineingetragen werden. Deswegen brennt der Brennstoff unter einer Schicht des Feuerfestpulvers, das sintert, und an der Stelle des verbrannten Brennstoffteilchens entsteht eine Pore. Beim Einsatz der Blasform genannter Konstruktion hat der Überzug eine Porigkeit von 30%. Während des Schmelzvorgangs werden die Poren des Überzugs mit der Schlacke des metallurgischen Aggregats durchtränkt, das Überzugsmaterial reagiert mit der Schlacke und wandelt sich um: die Qualität des Überzugs, seine Schlakkenbeständigkeit verschlechtern sich und die Standzeit verkürzt sich. Die Standzeit des Überzugs mit einer Dicke von 50 mm beträgt 10 Schmelzen. Deswegen zählt die geringe Standzeit des Überzugs zu den Nachteilen der Blasform genannter Konstruktion.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Torkretieren eines metallurgischen Aggregats mit einer derartigen Zufuhrung von Sauerstoff und Brennstoff zu entwickeln sowie eine Blasform zu seiner Durchführung mit einer derartigen Düsenabordnung zu schaffen, durch die die Standzeit des Überzugs unter gleichzeitiger Verringerung des Brennstoffverbrauchs verlängert wird.
Diese Aufgabe wurde durch die Entwicklung eines Verfahrens zum Torkretieren eines metallurgischen Aggregats gelöst, das Wände und einen Boden hat, die mit einem Feuerfeststoff ausgekleidet sind, bei dem an den Bodenbereich ein Sauerstoffstrahl zugeführt wird, der nur einen Teil des Sauerstoffes für die Kohlenoxidbildung mit dem Brennstoff enthält, und an das auszubessernde Futter der andere Teil des Sauerstoffs mit einem Feuerfestpulver zugeführt wird, erfindungsgemäss in den auf den Bodenbereich gerichteten Sauerstoffstrahl ein pulverförmiger Brennstoff kontinuierlich zugeführt wird.
Durch die kontinuierliche Zuführung des pulverförmigen Brennstoffs in den auf den Bodenbereich gerichteten Sauerstoffstrahl wird die maximale Temperatur an der Aggregatwand erreicht, wo das Anschweissen und Sintern des Feuerfestpulvers unabhängig von der Torkretie^p- periode zustandekommt. Im Ergebnis wird die maximale Dichte und entsprechend die maximale Standzeit des Überzugs unter gleichzeitiger wesentlicher Verringerung des Brennstoffverbrauchs erzielt.
Diese Aufgabe wurde ebenfalls durch die Schaffung einer Mehrdüsenblasform zum Torkretieren eines metallurgischen Aggregats gelöst, die ein abkühlbares Gehäuse enthält, in dem Rohrleitungen für die Zufühung von Feuerfestpulver, Brennstoff und Sauerstoff koaxial angeordnet sind, sowie mit Düsen für die Zuführung von Feuerfestpulver, Brennstoff und Sauerstoff versehen ist, bei der erfindungsgemäss die einen Düsen auf der Seitenwand der Blasform angeordnet und für die Zuführung von Sauerstoff und Feuerfestpulver an den auszubessernden Bereich des Futters vorgesehen sind und die anderen Düsen auf der Stirnseite der Blasform angeordnet und für die Zuführung von Sauerstoff und Brennstoff an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats vorgesehen sind, wobei die Summe der Querschnittsflächen der Düsen für die Sauerstoffzuführung an den auszubessernden Bereich des Futters und die Querschnittsfläche der Düsen für die Sauerstoffzuführung an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats im wesentlichen gleich sind.
Durch eine derartige Anordnung der Blasformdüsen vermischt sich der pulverförmige Brennstoff, der an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats zugeführt wird, mit dem Sauerstoff, der an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats (primärer Sauerstoff) zugeführt wird, das Gemisch entflammt und verbrennt vollständig im Bodenbereich des Aggregats. Im Ergebnis wird das auf eine hohe Temperatur erhitzte Kohlenoxid (CO) gebildet, das aufsteigt und den Raum des metallurgischen Aggregats ausfüllt. Durch die Sauerstoffstrahlen, die aus den auf der Seitenwand der Blasform (sekundärer Sauerstoff) angeordneten Düsen ausströmen, wird das genannte Kohlenoxid (CO) auf Kohlenoxid (C0₂) nachgebrannt, wodurch eine stabile Hochtemperaturflamme entsteht. In dieser Flamme werden die Teilchen des Feuerfestpulvers, die aus den auf der Seitenwand der Blasform angeordneten Düsen ausströmen, bis zum plastischen Zustand erhitzt, und sie schweissen sich an den auszubessernden Bereich des Futters im Augenblick ihrer Berührung mit der Oberfläche an. Im Ergebnis wird auf dem Futter ein fester und dichter Überzug ausgebildet. Eine hohe Qualität des Überzugs ist die Folge davon, dass die Brennstoffteilchen das auszubessernde Futter nicht erreichen, weil sie im Bodenbereich des metallurgischen Aggregats vollständig verbrennen.
Dadurch, dass die Summe der Querschnittsflächen der Düsen für die Sauerstoffzuführung an den auszubessernden Bereich des Futters und die Querschnittsfläche der Düse für die Sauerstoffzuführung an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats im wesentlichen gleich sind, wird an diesen Bereich ein Sauerstoffstrahl zugeführt, der nur einen Teil des Sauerstoffes (primären Sauerstoff) für die Bildung von Kohlenoxid (CO) mit dem kontinuierlich zUgeführten pulverförmigen Brennstoff enthält. An den auszubessernden Bereich des Futters wird der zweite Teil des Sauerstoffs (sekundärer Sauerstoff) zugeführt, um das entstandene Kohlenoxid (CO) auf Kohlendioxid (C0₂) nachzubrennen. Das ist dadurch zu erklären, dass nach der Verbrennungsreaktion des Brennstoff-Kohlenstoffs ein halbes Sauerstoffmolekül verbraucht werden muss, um ein Kohlenstoffmolekül bis zur Bildung von Kohlenoxid zu verbrennen. Zum Nachbrennen des entstandenen Kohlenoxids auf Kohlendioxid ist ebenfalls ein halbes Sauerstoffmölekül erforderlich, Folglich sollen die Verbrauchsmengen des primären und des sekundären Sauerstoffs gleich sein und jeweils im wesentlichen die Hälfte des in das metallurgische Aggregat eingeführten Sauerstoffs betragen. In diesem Fall wird darin die maximal hohe Temperatur erreicht und die beste Überzugsqualität erzielt. Dadurch, dass der pulverformige Brennstoff an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats in einer Menge kontinuierlich zugeführt wird, die für den Verlauf der Oxydationsreaktion des Kohlenstoffs bis zur Bidlung von Kohlenoxid ohne Sauerstoffüberschuss, bei dem ein Teil des Brennstoffs unter Bildung von Kohlendioxid im Bodenbereich verbrennt, sowie ohne Unverbranntes, bei dem in der Atmosphäre des zylindrischen Konverterteils Brennstoffteilchen anwesend sind, erforderlich ist, reagiert der Brennstoff-Kohlenstoff mit dem zugeführten Sauerstoff vollständig, und der Brennstoffverbrauch für das Torkretieren ist im Vergleich zu den oben beschriebenen Verfahren minimal.

Kurze Beschreibung von Zeichnungen

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines konkreten Durchführungsbeispiels des Verfahrens mit einer Mehrdusenblasform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht, in denen es zeigt:

Fig. 1 - eine erfindungsgemässe Mehrdüsenblasform im Längsschnitt;
Fig. 2 -in .schematischer Darstellung einen Konverter, in dessen Raum die erfindungsgemäss ausgeführte Mehrdüsenblasform im Längsschnitt während der Durchführung des erfindungsgemässen Torkretierverfahrens angeordnet ist.

Bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung

Die Mehrdüsenblasform 1 (Fig. 1) enthält ein abkühlbares Gehäuse 2, in dem eine Rohrleitung 3 für die Sauerstoff zufuhrung, eine Rohrleitung 4 für die Zuführung eines Feuerfestpulvers und eine Rohrleitung 5 für die Zuführung eines Brennstoffes koaxial angeordnet .sind. Die Blasform 1 ist mit vier Düsen 6 für die Sauerstoffzuführung an den auszubessernden Bereich des Futters eines metallurgischen Aggregats und mit vier Düsen 7 für die Zuführung von Feuerfestpulver an den auszubessernden Bereich des Futters versehen. Im vorliegenden Beispiel ist jede DÜse 7 für die ZufÜhrung von Feuerfestpulver in der Düse 6 für die Sauerstoffzuführung koaxial angeordnet. Diese Düsen 6 und 7 können auch anders beispielsweise in Reihe hintereinander angeordnet werden. Die Düsen 6 und 7 sind auf der Seitenwand der Blasform 1 angeordnet und auf den auszubessernden Bereich des Futters des metallurgischen Aggregats gerichtet.
Im vorliegenden Beispiel ist die Blasform 1 mit vier Düsen 6 für die Sauerstoff Zuführung und mit vier Düsen 7 für die Zuführung von Feuerfestpulver an den auszubessernden Bereich des Futters des metallurgischen Aggregats versehen, jedoch kann die Anzahl dieser Düsen 6 und 7 grösser oder kleiner sein. Die Anzahl der Düsen wird in Abhängigkeit von der Fläche des auszubessernden Bereichs des Futters gewählt.
Ausserdem enthält die Blasform 1 eine Düse 8 für die SauerstoffzufÜhrung an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats und eine Düse 9 für die Zuführung des pulverförmigen Brennstoffs in das metallurgische Aggregat, die in der Düse 8 für die Sauerstoffzuführung an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats koaxial angeordnet ist.
In einer anderen Ausführungsvariante der Blasform können die Düsen 8 und 9 anders beispielsweise nebeneinander angeordnet werden und deren Anzahl kann verschieden sein.
Die Düsen 6, 7, 8 und 9 kommunizieren mit den Rohrleitungen 3,4 und 5 entsprechend.
Die Düsen 8 und 9 befinden sich auf der Stirnseite der Blasform 1 und sind auf den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats orientiert. Dabei sind die Summe der Querschnittsflächen der Düsen 6 für die Sauerstoffzufüh rung an den auszubessernden Bereich und die Querschnittsfläche des Düse 8 für die Sauerstoffzuführung an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats im wesentlichen gleich.
Die Blasform 1 hat eine Einrichtung 10 (Fig. 2) für eine hin- und hergehende Bewegung, durch die ihre Anordnung im Hohlraum des metallurgischen Aggregats erleichtert wird, sowie eine Einrichtung für ihre Drehbewegung im Fall, wenn der gesamte zylindrische Teil des metallurgischen Aggregats ausgebessert werden soll. Die Einrichtungen 10 und 11 sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Sie können eine beliebige Konstruktion haben, die für die genannten Zwecke geeignet ist.
Zur DurchfÜhrung des Verfahrens zum Torkretieren eines Konverters 12 (Fig. 2), der Wände 13 und einen Boden 14 hat, die mit einem Feuerfeststoff ausgekleidet sind, werden als pulverförmiger Brennstoff kohlenstoffhaltige Stoffe wie Koks, Anthrazit, Kohlensorten mit einem Aschegehalt bis zu 30%, einer Feuchtigkeit bis zu 10% und einer Teilchengrösse bis zu 0,1 mm eingesetzt. Ein derartiger Brennstoff (gegebenenfalls Koksstaub) wird an den Bereich des Bodens 14 des Konverters 12 über die Düse 9 zugeführt. Am Austritt aus der Düse 9 vermischt sich der Koksstaub mit dem aus der Düse 8 ausströmenden primären Sauerstoff, entflammt und verbrennt. Das Mengenverhältnis des Brennstoffs und des primären Sauerstoffs wird derart gewählt, dass der gesamte Brennstoff im Bereich des Bodens 14 des Aggregats bis auf Kohlenoxid verbrennt. Infolge einer grossen Oberfläche des staubförmigen Kokses und eines grossen Umfangs der Brennzone (50 bis 100 m³ in einem 350-t-Konverter) reagiert der Sauerstoff mit dem Koks von Anfang bis zum Ende des Torkretiervorganges praktisch vollständig. Vom Boden 14 des Konverters 12 steigt ständig ein Gasstrom auf, der praktisch reines Kohlenoxid mit einer Temperatur von ca. 1500° C darstellt.
Das erhitzte CO wird von den Strahlen des sekundären Sauerstoffs angesaugt, der ein Feuerfestpulver beispielsweise feingemahlenes Periklaspulver trägt, und verbrennt bis zum C0₂. Der Verbrauch des sekundären Sauerstoffs und der Verbrauch des primären Sauerstoffs werden gleich gehalten. Deswegen verbrennt CO praktisch ohne Unverbranntes und ohne Sauerstoffüberschuss. Dadurch kann im Bereich des Aufbringens des Feuerfestpulvers auf das Futter des Konverters 12 die maximale Flammentemperatur von ca. 2000° C in jeder beliebigen Torkretierperiode entwickelt werden. Bei einer solchen Temperatur verlaufen die Diffusionsprozesse in den Feuerfestteilchen besonders aktiv, und der Überzug sintert auf die maximale Dichte (der Periklasüberzug hat eine Porigkeit von ca. 10%).
Die Mehrdüsenblasform funktioniert folgenderweise.
Gleich nach dem Metallabstich und dem Schlackenabzug bei einer Temperatur des Futters von ca. 1450° C wird der Konverter 12 mit dem verschlissenen Futter in die vertikale Stellung gebracht.
Mit Hilfe der Einrichtung 10 für eine hin- und hergehende Bewegung wird die Mehrdüsenblasform 1 in den Konverter 12 für dessen Torkretierung eingeführt. Mittels der Rohrleitungen 3,4 und 5 für die ZufÜhrung von Sauerstoff, Feuerfestpulver und pulverförmigem Brennstoff entsprechend werden diese Stoffe an die DÜsen 6, 7, 8, 9 zugeführt.
Wie in Fig. 2 dargestellt, strömt der Koksstaub aus der Düse 9 in Richtung zu dem Boden 14 des Konverters 12 hinaus, wird von dem aus der Düse 8 ausströmenden Strahl des primären Sauerstoffs erfasst, von dem Futter des Konverters 12 erhitzt, das Gemisch entflammt und verbrennt in Bereich des Bodens 14 des Konverters 12 unter Bildung einer primären Flamme, die aus Kohlenoxid (CO) besteht. Dieses C0 steigt in den zylindrischen Teil des Konverters 12, wo es durch die Strahlen des aus den Düsen 6 ausströmenden sekundären Sauerstoffs auf C0₂ nach^gebrannt wird, die an den auszubessernden Bereich des Futters zusammen mit dem aus der Düse 7 ausströmenden Periklaspulver zugeführt werden, wobei sekundäre Flammen entstehen. In diesen werden die Periklasteilchen bis zum plastischen Zustand erhitzt, wonach sie sich an das Futter anschweissen und einen dichten, festen und beständigen Überzug darauf bilden. Die von dem zu torkretierenden Bereich aufsteigenden Gase, die hauptsächlich aus CO₂ bestehen, werden in den Kamin (in Fig. hicht gezeigt) des Konverters 12 ausgestossen und durchlaufen ein Gasreinigungssystem (in Fig. nicht gezeigt). Die Überzugsdicke auf dem Durchmesser und auf der Höhe des Konverters 12 wird durch die Drehung, das Heben und Senken der Blasform 1 geregelt, die mittels der Einrichtungen 10 und 11 bewerkstelligt werden.
Es wurden Vergleichsprüfungen des bekannten und des erfindungsgemässen Verfahrens zum Torkretieren metallurgischer Aggregate durchgeführt, deren Ergebnisse in der Tabelle 1 zusammengefasst sind.
Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, wird durch das Verfahren und die Mehrdüsenblasenform gemäss der Erfindung im Vergleich zum Prototyp eine fast um 30% längere Standzeit des Überzugs bei einer Verringerung des Brennstoffverbrauchs um mehr als 80% erzielt.

Industrielle Anwendbarkeit

Besonders wirksam kann die vorliegende Erfindung bei der Ausbesserung des Futters eines metallurgischen Aggregate im Warmzustand eingesetzt werden.

Claims

1. Verfahren zum Torkretieren eines metallurgischen Aggregats, das Wände (13) und einen Boden (14) hat, die mit einem Feuerfeststoff ausgekleidet sind, bei dem an den Bereich des Bodens (14) ein Sauerstoffstrahl zugeführt wird, der nur einen Teil des Sauerstoffes für die Kohlenoxidbildung mit dem Brennstoff enthält, und an das auszubessernde Futter der zweite Teil des Sauerstoffs mit einem Feuerfestpulver zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in den auf den Bereich des Bodens (14) gerichteten Sauerstoffstrahl ein pulversförmiger Brennstoff kontinuierlich zugeführt wird.

2. Mehrdüsenblasform zum Torkretieren eines metallurgischen Aggregats für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die ein abkühlbares Gehäuse (2) enthält, in dem Rohrleitungen (4,5 und 3) für die Zuführung von Feuerfestpulver, Brennstoff und Sauerstoff entsprechend koaxialangeordnet sind, sowie mit Düsen (7, 9, 6 und 8) für die Zuführung von Feuerfestpulver, Brennstoff und Sauerstoff entsprechend versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Düsen (6 und 7) auf der Seitenwand der Blasform (1) angeordnet und für die Zuführung von Seuerstoff und Feuerfestpulver entsprechend an den auszubessernden Bereich des Futters vorgesehen sind und die anderen Düsen (8 und 9) auf der Stirnseite der Blasform (1) angeordnet und für die Zuführung von Sauerstoff und Brennstoff an den Bereich des Bodens (14) des metallurgischen Aggregats vorgesehen sind, wobei die Summe der Querschnittsflächen der Düsen (6) für die Sauerstoffzuführung an den auszubessernden Bereich des Futters und die Querschnittsfläche der Düsen (8) für die Sauerstoffzuführung an den Bereich des Bodens (14) des metallurgischen Aggregats im wesentlichen gleich sind.