EP0275311B1 - Method and multi-nozzle tuyere for guniting of metallurgical plant - Google Patents

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EP0275311B1
EP0275311B1 EP86905481A EP86905481A EP0275311B1 EP 0275311 B1 EP0275311 B1 EP 0275311B1 EP 86905481 A EP86905481 A EP 86905481A EP 86905481 A EP86905481 A EP 86905481A EP 0275311 B1 EP0275311 B1 EP 0275311B1
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EP
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oxygen
nozzles
fuel
lining
feed
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EP86905481A
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EP0275311A4 (en
EP0275311A1 (en
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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
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VSESOJUZNY GOSUDARSTVENNY INSTITUT NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKIKH I PROEKTNYKH RABOT OGNEUPORNOI PROMUSHLENNOSTI
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VSESOJUZNY GOSUDARSTVENNY INSTITUT NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKIKH I PROEKTNYKH RABOT OGNEUPORNOI PROMUSHLENNOSTI
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/44—Refractory linings
    • C21C5/441—Equipment used for making or repairing linings
    • C21C5/443—Hot fettling; Flame gunning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/16—Making or repairing linings increasing the durability of linings or breaking away linings
    • F27D1/1636—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining
    • F27D1/1642—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining using a gunning apparatus
    • F27D1/1647—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining using a gunning apparatus the projected materials being partly melted, e.g. by exothermic reactions of metals (Al, Si) with oxygen
    • F27D1/1652—Flame guniting; Use of a fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27D1/1636—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining
    • F27D1/1673—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining applied centrifugally
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D1/16—Making or repairing linings increasing the durability of linings or breaking away linings
    • F27D1/1636—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining
    • F27D1/1642—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining using a gunning apparatus
    • F27D1/1647—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining using a gunning apparatus the projected materials being partly melted, e.g. by exothermic reactions of metals (Al, Si) with oxygen
    • F27D1/1652—Flame guniting; Use of a fuel
    • F27D2001/1657—Solid fuel

Definitions

  • the present invention relates to repair methods and repair agents which are used in the iron and steel industry and in particular relates to a method for gate locking the feed of a metallurgical unit and a device for carrying it out.
  • the gate locking method according to the invention can be used to repair the lining of metallurgical units of cylindrical shape, for example converters.
  • the present invention can be used for gate locking flat lining surfaces in metallurgical units, for example the side walls of steel melting, heating and other furnaces.
  • a method for gate locking the feed of a metallurgical unit in which a mixture of a refractory powder and a carbon-containing fuel, for example periclase and coke in finely ground form, is applied to the feed in a ratio of about 3: 1 in an oxygen stream ( see the article in the journal "Ogneupory", 1981, No. 2, pp. 36 to 39).
  • the coke particles hit the feed surface, which has a temperature above 1,000 ° C, they ignite and, washed by the oxygen flow, they burn to form a high-temperature zone (1,700 to 1,900 ° C), in which the periclast particles reach the plastic state be heated and welded to the feed, forming a coating on it.
  • the coating formed in this way is firmly connected to the refractory materials of the lining. When the unit cools down abruptly and deeply, as well as when heated quickly, the coating does not crumble and peel off the feed.
  • the ignition time of the coke particles regardless of their size, is over 0.3 s, the flight time to the feed is under 0.1 s.
  • the coke particles are covered with several layers of the periclast particles and after their ignition and after the sintering of the nearby periclast particles, voids remain in the place of the coke particles, u. between pores with a size of 1 to 5 mm.
  • Samples of such coatings have a porosity of approximately 35%. These pores are filled with slag, the coating changes, its fire resistance decreases and as a result its service life is reduced.
  • a short service life of the coating is the main disadvantage of the above-mentioned method for gate locking the feed.
  • a blow mold for gate locking the converter chuck (US Pat. No. 3883078, published 1975) is known, the concentrically arranged pipelines for the supply of refractory powder, fuel and oxygen accordingly and a nozzle for their outflow towards the area of the chuck to be repaired contains.
  • the particles of the refractory powder are entrained by the oxygen flow at the nozzle outlet.
  • the fuel ignites and burns.
  • a flame is created in which the refractory particles are heated and applied in a plastic state to the surface of the lining, whereby a refractory coating is formed on this.
  • a high density of the coating (approx. 10%) and a good adhesive strength with basic refractory materials are achieved with gate locking.
  • the flame bursts on impact against the feed and exhaust gas flows occur around the point of impact. Fine particles of the refractory powder are discharged from the unit by the exhaust gases without touching the lining surface at the point of impact of the flame.
  • the goal-locking of the lining with a jet directed perpendicular to its surface is characterized by a low effectiveness when applying the refractory powder, the 20 to 50% (the weight ratio of the coating welded on in the specified area and the refractory powder introduced into the unit for door locking) is.
  • the blow mold described has a relatively low effectiveness when applying the refractory powder.
  • a method for gate locking a metallurgical aggregate (SU copyright certificate No. 939565, 12.12.78, published on 30.06.82 in the “Bulletin of the Discoveries, Inventions, Utility Models and Trademarks” No. 24) is known, in which the piece of coke previously on the bottom of the aggregate is charged and blown with an oxygen jet, with refractory powder being simultaneously fed into the lining of the aggregate in additional oxygen jets.
  • the unit's lining Before the gate is locked, the unit's lining has a temperature of over 1,400 ° C. Coke with a piece size of 20 to 60 mm is used for the process, which charges in one portion to the bottom of the unit and up to a temperature of over 1,000 ° C on the piece surface is endured.
  • blow molding is introduced into the unit for blowing oxygen onto the coke charged to the bottom of the unit and for supplying the refractory powder with the additional oxygen to the feed.
  • the oxygen supply is switched on.
  • the oxygen supplied to the bottom of the unit reacts with the coke to form carbon oxide (CO).
  • the resulting CO is burned to C0 2 (carbon dioxide) in the additional oxygen jets, which are aimed at the converter feed and contain refractory powder materials such as magnesite, dolomite, limestone.
  • Over half of the total amount of oxygen blown into the converter is fed to the coke.
  • the remaining oxygen is directed to the feed for the afterburning of the resulting CO.
  • the temperature is 1 300 to 1 500 ° C, on the forage surface the temperature reaches 1 800 to 2 000 ° C.
  • the refractory particles plasticize, weld onto the lining and sinter to form a dense, firm and highly refractory coating that is firmly attached to the lining.
  • the powder applied to the feed does not contain any burning additives (coke, anthracite, etc.) and the result is a high-density coating: its porosity is 10 to 20%.
  • Such a coating has good resistance to the intensive etching action of the slag during the melting process in the oxygen converter. Its wear rate is 1 to 2 mm per melt.
  • the excess of oxygen lowers the temperature in the flames, which arise when the oxygen jets directed at the lining interact with the gases rising from the converter base.
  • the temperature drop mentioned towards the end of the door locking process leads to an increase in the porosity of the coating to 30% and more and to an increased speed of the coating wear. If the temperature of the lining drops below 1,800 ° C, the refractory powder can no longer weld on. During this period, 3 to 5 t of the unreacted coking carbon remain in the converter, which after the door lock is completed is poured out of the converter together with the slag to be removed, which is a product of the interaction of the coke ash and the melted-down work surface that has flowed to the floor The lining is approx.
  • blow mold for gate locking metallurgical aggregates, in particular the feed from converters, which contains a water-cooled housing in which pipelines for the supply of a powdery one are known Mixture of refractory powder and fuel and the oxygen are arranged coaxially, and is provided with nozzles arranged on the side surface of the pipes for the supply of this mixture and the oxygen in the direction of the area of the feed to be repaired.
  • the blow mold is equipped with a device for the rotary movement and a reciprocating movement.
  • the nozzles are arranged on the side wall of the pipelines near their end face and directed towards the cylindrical part of the converter chuck. After flowing out of the nozzle, the fuel mixes with the oxygen, the mixture heats up from the feed surface, ignites and burns to form a high-temperature zone on the feed of the unit.
  • the refractory powder is applied to the surface of the feed, heated there to the plastic state, it welds to it and sinters to form a coating that adheres firmly to the feed.
  • the particles of the refractory powder which have not been welded to the lining at the point of impact of the flame, are discharged with the gases rising from this point into the converter atmosphere, where they are caught by any other flame, fed back to the lining and onto its surface be applied in another area.
  • Blow molds with 5 to 10 nozzles are used to lock 130 t converters, and the number of nozzles is increased to 20 for 350 t converters.
  • the effectiveness when applying the refractory powder reaches 90%.
  • the powdered fuel does not ignite until after a certain time (approx. 0.2 s) after application to the surface of the feed, during which the fuel particles are carried into the coating by the solid remover particles. Therefore, the fuel burns under a layer of the refractory powder that sinters, and a pore is created in the place of the burned fuel particle.
  • the coating has a porosity of 30%.
  • the pores of the coating are saturated with the slag of the metallurgical aggregate, the coating material reacts with the slag and changes: the quality of the coating, its resistance to slag deteriorates and the service life is shortened.
  • the service life of the coating with a thickness of 50 mm is 10 melts. For this reason, the short service life of the coating is one of the disadvantages of the construction mentioned.
  • the invention has for its object to develop a method for gate locking a metallurgical unit with such a supply of oxygen and fuel and to create a blow mold for its implementation with such a nozzle arrangement, by which the service life of the coating is extended while reducing fuel consumption .
  • This object has been achieved by the development of a method for gate locking a metallurgical aggregate which has walls and a floor which are lined with a refractory material, in which an oxygen jet is supplied to the floor area which only contains a part of the oxygen for the formation of carbon oxide in the aggregate contains added fuel, and the other part of the oxygen is fed to the feed to be repaired with a refractory powder, the fuel according to the invention being fed continuously in powder form into the oxygen jet directed at the bottom region.
  • the maximum temperature at the unit wall is reached, where the welding and sintering of the refractory powder takes place regardless of the gate locking period.
  • the maximum density and, accordingly, the maximum service life of the coating is achieved with a substantial reduction in fuel consumption.
  • a multi-nozzle blow mold for gate locking a metallurgical unit which contains a coolable housing in which pipes for the supply of refractory powder, fuel and oxygen are arranged coaxially, and with nozzles for the supply of refractory powder, fuel and oxygen is provided in which, according to the invention, one nozzle is arranged on the side wall of the blow mold and is provided for the supply of oxygen and refractory powder to the area of the feed to be repaired, and the other nozzles are arranged on the end face of the blow mold and for the supply of oxygen and fuel the bottom area of the metallurgical unit is provided, the sum of the cross-sectional areas of the nozzles for supplying oxygen to the area of the feed to be repaired and the cross-sectional area of the nozzles for supplying oxygen to the bottom area of the metallu rgischen aggregate are essentially the same.
  • blow molding nozzles mixes the powdered fuel which is supplied to the bottom area of the metallurgical unit with the oxygen which is supplied to the bottom area of the metallurgical unit (primary oxygen), the mixture ignites and burns completely in the bottom area of the unit .
  • the carbon oxide (CO) heated to a high temperature is formed, which rises and fills the space of the metallurgical aggregate.
  • the oxygen jets that flow out of the nozzles arranged on the side wall of the blow mold secondary oxygen
  • the said carbon oxide (CO) is burned onto carbon oxide (C0 2 ), whereby a stable high-temperature flame is created.
  • the particles of the refractory powder In this flame, the particles of the refractory powder, the flow out of the nozzles arranged on the side wall of the blow mold, heated to the plastic state, and they weld onto the area of the lining to be repaired at the moment of their contact with the surface. As a result, a firm and dense coating is formed on the lining. A high quality of the coating is the result of the fuel particles not reaching the feed to be repaired because they burn completely in the bottom area of the metallurgical unit.
  • an oxygen jet is supplied to this area, which is only a part of the Contains oxygen (primary oxygen) for the formation of carbon oxide (CO) with the continuously supplied powdered fuel.
  • the second part of the oxygen is fed to the area of the feed to be repaired in order to burn the resulting carbon oxide (CO) onto carbon dioxide (C0 2 ). This can be explained by the fact that after the combustion reaction of the fuel-carbon, half an oxygen molecule has to be used up in order to burn a carbon molecule until the formation of carbon oxide.
  • Half an oxygen molecule is also required to afterburn the resulting carbon oxide onto carbon dioxide.
  • the consumption amounts of the primary and secondary oxygen are said to be the same and each amount to essentially half of the oxygen introduced into the metallurgical aggregate. In this case, the maximum high temperature is reached and the best coating quality is achieved.
  • the multi-nozzle blow mold 1 (FIG. 1) contains a coolable housing 2, in which a pipe 3 for the oxygen supply, a pipe 4 for the supply of a refractory powder and a pipe 5 for the supply of a fuel are arranged coaxially.
  • the blow mold 1 is provided with four nozzles 6 for supplying oxygen to the area of the feed of a metallurgical unit to be repaired and with four nozzles 7 for supplying refractory powder to the area of the feed to be repaired.
  • each nozzle 7 for the supply of refractory powder is arranged coaxially in the nozzle 6 for the supply of oxygen.
  • These nozzles 6 and 7 can also be arranged differently in series, for example.
  • the nozzles 6 and 7 are arranged on the side wall of the blow mold 1 and directed towards the region of the lining of the metallurgical unit to be repaired.
  • the blow mold 1 is provided with four nozzles 6 for the oxygen supply and with four nozzles 7 for the supply of refractory powder to the area of the lining of the metallurgical unit to be repaired, but the number of these nozzles 6 and 7 can be larger or smaller. The number of nozzles is selected depending on the area of the area of the chuck to be repaired
  • the blow mold 1 contains a nozzle 8 for supplying oxygen to the bottom region of the metallurgical unit and a nozzle 9 for supplying the powdered fuel to the metallurgical unit, which is arranged coaxially in the nozzle 8 for supplying oxygen to the bottom region of the metallurgical unit.
  • the nozzles 8 and 9 can be arranged differently, for example next to one another, and their number can be different.
  • the nozzles 6, 7, 8 and 9 communicate with the pipes 3, 4 and 5 accordingly.
  • the nozzles 8 and 9 are located on the end face of the blow mold 1 and are oriented towards the bottom area of the metallurgical unit.
  • the sum of the cross-sectional areas of the nozzles 6 for supplying oxygen to the area to be repaired and the cross-sectional area of the nozzle 8 for supplying oxygen to the bottom area of the metallurgical unit are essentially the same.
  • the blow mold 1 has a device 10 (FIG. 2) for a reciprocating movement, which facilitates its arrangement in the cavity of the metallurgical unit, and a device 11 for its rotary movement in the case when the entire cylindrical part of the metallurgical unit should be repaired.
  • the devices 10 and 11 are shown schematically in the drawing. You can have any construction that is suitable for the purposes mentioned.
  • a converter 12 which has walls 13 and a base 14 which are lined with a refractory material
  • carbon-containing substances such as coke, anthracite, coal types with an ash content of up to 30% are used as the powdered fuel.
  • Such a fuel possibly coke dust
  • the coke dust mixes with the primary oxygen flowing out of the nozzle 8, ignites and burns.
  • the quantity ratio of the fuel and the primary oxygen is selected such that all of the fuel burns in the region of the base 14 of the assembly except for carbon oxide.
  • the heated CO is sucked in by the jets of secondary oxygen, which carries a refractory powder, for example finely ground periclase powder, and burns to CO 2 .
  • the consumption of the secondary oxygen and the consumption of the primary oxygen are kept the same. That is why CO burns practically without unburned matter and without excess oxygen.
  • the maximum flame temperature of approximately 2,000 ° C. can be developed in any gate-locking period in the area where the refractory powder is applied to the lining of the converter 12. At such a temperature, the diffusion processes in the refractory particles are particularly active and the coating sinters to the maximum density (the periclase coating has a porosity of approx. 10%).
  • the multi-nozzle blow mold works as follows.
  • the converter 12 with the worn feed is brought into the vertical position.
  • the multi-nozzle blow mold 1 is inserted into the converter 12 for its gate locking.
  • the pipelines 3, 4 and 5 for the supply of oxygen, refractory powder and powdered fuel, these substances are supplied to the nozzles 6, 7, 8, 9 accordingly.
  • This CO rises into the cylindrical part of the converter 12, where it is burned onto the CO 2 by the rays of the secretary oxygen flowing out of the nozzles 6, which are supplied to the area of the feed to be repaired together with the periclase powder flowing out of the nozzle 7, whereby secondary flames arise.
  • the periklast particles are heated to the plastic state, after which they weld onto the lining and form a tight, firm and durable coating thereon.
  • the gases rising from the area to be locked which mainly consist of CO 2 , are expelled into the chimney (not shown in FIG. 1) of the converter 12 and pass through a gas cleaning system (not shown in FIG. 1).
  • the coating thickness on the diameter and at the height of the converter 12 is regulated by the rotation, the lifting and lowering of the blow mold 1, which are accomplished by means of the devices 10 and 11.
  • the method and the multi-nozzle bubble shape according to the invention compared to the prototype, achieve an almost 30% longer service life of the coating with a reduction in fuel consumption by more than 80%.
  • the present invention can be used particularly effectively in the repair of the lining of a metallurgical unit in the warm state.

Abstract

The method is intended for guniting of a metallurgical plant the walls (13) and the bottom (14) of which are lined with a refractory material. The method consists in directing one portion of oxygen, in the form of a jet, to the zone of the bottom (14) to obtain carbon monoxide, and another portion of oxygen, together with a refractory powder, to the lining to be restored, a powder-like fuel being continuously fed together with the jet of oxygen which is directed to the zone of the bottom (14). The method is implemented with the help of a multi-nozzle tuyere (1) comprising a cooled casing (2) with pipelines for supplying the refractory material, the fuel and the oxygen, said pipelines being mounted coaxially inside it, and also comprising nozzles (7, 9, 6 and 8) respectively for feeding the refractory material, the fuel and the oxygen, some (6 and 7) of the nozzles being mounted on the side wall of the tuyere (1) and serving to feed, respectively, the oxygen and the refractory material to the lining area to be restored, and the other (8 and 9) nozzles being mounted on the butt-end side of the tuyere (1) and serving to feed the oxygen and the fuel to the zone of the bottom (14) of the metallurgical plant. The total surface area of the cross-sections of the nozzles (6) for feeding the oxygen to the lining area to be restored essentially is equal to the total surface area of the cross-sections of the nozzles (8) for feeding the oxygen to the zone of the bottom (14) of the metallurgical plant.

Description

Gebiet der TechnikTechnical field

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.The present invention relates to repair methods and repair agents which are used in the iron and steel industry and in particular relates to a method for gate locking the feed of a metallurgical unit and a device for carrying it out.

Das erfindungsgemässe Torkretierverfahren kann zur Ausbesserung des Futters von metallurgischen Aggregaten zylindrischer Form beispielsweise von Konvertem eingesetzt werden.The gate locking method according to the invention can be used to repair the lining of metallurgical units of cylindrical shape, for example converters.

Ausserdem kann die vorliegende Erfindung zum Torkretieren flacher Futteroberflächen in metallurgischen Aggregaten beispielsweise der Seitenwände von Stahlschmelz-, Wärme- und anderen Öfen verwendet werden.In addition, the present invention can be used for gate locking flat lining surfaces in metallurgical units, for example the side walls of steel melting, heating and other furnaces.

Zugrundeliegender Stand der TechnikUnderlying state of the art

Gegenwärtig werden an die Qualität des Übersugs, der auf das Futter eines metallurgischen Aggregats aufgebracht wird, höhere Anforderungen gestellt.At present, higher demands are being made on the quality of the overspray that is applied to the lining of a metallurgical unit.

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 1 000 °C hat, entflammen sie und, umspült vom Sauerstoffstrom, verbrennen sie unter Bildung einer Hochtemperaturzone (1 700 bis 1 900 °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.A method for gate locking the feed of a metallurgical unit is known, in which a mixture of a refractory powder and a carbon-containing fuel, for example periclase and coke in finely ground form, is applied to the feed in a ratio of about 3: 1 in an oxygen stream ( see the article in the journal "Ogneupory", 1981, No. 2, pp. 36 to 39). When the coke particles hit the feed surface, which has a temperature above 1,000 ° C, they ignite and, washed by the oxygen flow, they burn to form a high-temperature zone (1,700 to 1,900 ° C), in which the periclast particles reach the plastic state be heated and welded to the feed, forming a coating on it. The coating formed in this way is firmly connected to the refractory materials of the lining. When the unit cools down abruptly and deeply, as well as when heated quickly, the coating does not crumble and peel off the feed.

Die Entfiammungszeit 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 Periklasüberzug 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 - 5 mm). Eine geringe Standzeit des Überzugs ist der Hauptnachteil des genannten Verfahrens zum Torkretieren des Futters.The ignition time of the coke particles, regardless of their size, is over 0.3 s, the flight time to the feed is under 0.1 s. During the stay on the feed (0.2 s), the coke particles are covered with several layers of the periclast particles and after their ignition and after the sintering of the nearby periclast particles, voids remain in the place of the coke particles, u. between pores with a size of 1 to 5 mm. Samples of such coatings have a porosity of approximately 35%. These pores are filled with slag, the coating changes, its fire resistance decreases and as a result its service life is reduced. A periclase coating with a thickness of 50 mm, which is applied to the lining of an oxygen converter in the area of the cones, has a service life of approx. 10 melts (wear rate per melt - 5 mm). A short service life of the coating is the main disadvantage of the above-mentioned method for gate locking the feed.

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.A blow mold for gate locking the converter chuck (US Pat. No. 3883078, published 1975) is known, the concentrically arranged pipelines for the supply of refractory powder, fuel and oxygen accordingly and a nozzle for their outflow towards the area of the chuck to be repaired contains. The particles of the refractory powder are entrained by the oxygen flow at the nozzle outlet. The fuel ignites and burns. A flame is created in which the refractory particles are heated and applied in a plastic state to the surface of the lining, whereby a refractory coating is formed on this.

Beim Torkretieren wird eine hohe Dichte des Überzugs (ca. 10 %) und eine gute Haftfestigkeit mit basischen feuerfesten Werkstoffen erzielt.A high density of the coating (approx. 10%) and a good adhesive strength with basic refractory materials are achieved with gate locking.

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.However, the flame bursts on impact against the feed and exhaust gas flows occur around the point of impact. Fine particles of the refractory powder are discharged from the unit by the exhaust gases without touching the lining surface at the point of impact of the flame. The goal-locking of the lining with a jet directed perpendicular to its surface is characterized by a low effectiveness when applying the refractory powder, the 20 to 50% (the weight ratio of the coating welded on in the specified area and the refractory powder introduced into the unit for door locking) is. Thus, the blow mold described has a relatively low effectiveness when applying the refractory powder.

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.A method for gate locking a metallurgical aggregate (SU copyright certificate No. 939565, 12.12.78, published on 30.06.82 in the “Bulletin of the Discoveries, Inventions, Utility Models and Trademarks” No. 24) is known, in which the piece of coke previously on the bottom of the aggregate is charged and blown with an oxygen jet, with refractory powder being simultaneously fed into the lining of the aggregate in additional oxygen jets.

Vor dem Torkretieren hat das Futter des Aggregats eine Temperatur von über 1 400 °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 1 000 °C auf der Stückoberfläche ausgehalten wird.Before the gate is locked, the unit's lining has a temperature of over 1,400 ° C. Coke with a piece size of 20 to 60 mm is used for the process, which charges in one portion to the bottom of the unit and up to a temperature of over 1,000 ° C on the piece surface is endured.

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 1 300 bis 1 500 °C, auf der Futteroberfläche erreicht die Temperatur 1 800 bis 2 000 °C. Bei dieser Temperatur plastifizieren sich die Feuerfestteilchen, 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.To carry out this process, blow molding is introduced into the unit for blowing oxygen onto the coke charged to the bottom of the unit and for supplying the refractory powder with the additional oxygen to the feed. The oxygen supply is switched on. The oxygen supplied to the bottom of the unit reacts with the coke to form carbon oxide (CO). The resulting CO is burned to C0 2 (carbon dioxide) in the additional oxygen jets, which are aimed at the converter feed and contain refractory powder materials such as magnesite, dolomite, limestone. Over half of the total amount of oxygen blown into the converter is fed to the coke. The remaining oxygen is directed to the feed for the afterburning of the resulting CO. In the area of the aggregate floor, the temperature is 1 300 to 1 500 ° C, on the forage surface the temperature reaches 1 800 to 2 000 ° C. At this temperature, the refractory particles plasticize, weld onto the lining and sinter to form a dense, firm and highly refractory coating that is firmly attached to the lining. The powder applied to the feed does not contain any burning additives (coke, anthracite, etc.) and the result is a high-density coating: its porosity is 10 to 20%. Such a coating has good resistance to the intensive etching action of the slag during the melting process in the oxygen converter. Its wear rate is 1 to 2 mm per melt.

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 10t 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 Konverterboden 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 Überzugsverschleisses. Bei einem Temperaturabfall an der Auskleidung unter 1 800 °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 Überzugsquaiität gegen das Ende der Torkretierung.At the same time, a sufficient amount of coke for complete oxygen absorption should be present in the converter for the successful completion of the door locking process. In a 350 t converter with a bath lining diameter of 7 m, for example, the minimum coke batch reaches 10 t. The thickness of the coke layer on the converter floor is only 0.3 m in the initial period of door locking. When flowing through this layer of coke, the oxygen flow completely reacts firmly with carbon, and the CO concentration in the gases rising from the base of the aggregate is around 100%. Furthermore, with the burning out of coke and with its slagging (covering its surface with ash), the reaction surface decreases when the oxygen interacts with coke, and the oxygen not absorbed by the coke begins to accumulate in gases. The excess of oxygen lowers the temperature in the flames, which arise when the oxygen jets directed at the lining interact with the gases rising from the converter base. The temperature drop mentioned towards the end of the door locking process leads to an increase in the porosity of the coating to 30% and more and to an increased speed of the coating wear. If the temperature of the lining drops below 1,800 ° C, the refractory powder can no longer weld on. During this period, 3 to 5 t of the unreacted coking carbon remain in the converter, which after the door lock is completed is poured out of the converter together with the slag to be removed, which is a product of the interaction of the coke ash and the melted-down work surface that has flowed to the floor The lining is approx. 15 tons of refractory powder are applied to the converter chuck in a door-locking operation with a duration of 0.5 h. The proportion of coke compared to the refractory powder is 2/3, which is firmly twice the amount of coke required to develop a temperature sufficient to form the coating. For this reason, the disadvantages of the above-mentioned process include a large coke consumption and the deterioration of the coating quality towards the end of the gate locking.

Es ist ebenfalls eine Blasform (siehe Zeitschrift « Metallurg », 1977, Nr. 12, S.25 bis 26) zum Torkretieren metallurgischer Aggregate, insbesondere des Futters von Konvertem bekannt, die ein wassergekühltes Gehäuse enthält, in dem Rohrleitungen für die Zuführung 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 Bildung 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 anderen Flamme erfasst, wieder an das Futter zugeführt und auf seine Oberfläche in einem anderen Bereich aufgebracht werden.There is also a blow mold (see magazine "Metallurg", 1977, No. 12, pp.25 to 26) for gate locking metallurgical aggregates, in particular the feed from converters, which contains a water-cooled housing in which pipelines for the supply of a powdery one are known Mixture of refractory powder and fuel and the oxygen are arranged coaxially, and is provided with nozzles arranged on the side surface of the pipes for the supply of this mixture and the oxygen in the direction of the area of the feed to be repaired. To control the coating thickness on the height and on the diameter of the converter, the blow mold is equipped with a device for the rotary movement and a reciprocating movement. The nozzles are arranged on the side wall of the pipelines near their end face and directed towards the cylindrical part of the converter chuck. After flowing out of the nozzle, the fuel mixes with the oxygen, the mixture heats up from the feed surface, ignites and burns to form a high-temperature zone on the feed of the unit. The refractory powder is applied to the surface of the feed, heated there to the plastic state, it welds to it and sinters to form a coating that adheres firmly to the feed. The particles of the refractory powder, which have not been welded to the lining at the point of impact of the flame, are discharged with the gases rising from this point into the converter atmosphere, where they are caught by any other flame, fed back to the lining and onto its surface be applied in another area.

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.The likelihood of the refractory particles being welded to the feed and consequently the effectiveness in applying the refractory powder increases with the increased number of nozzles directed onto the feed.

Zum Torkretieren von 130-t-Konvertem 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 %.Blow molds with 5 to 10 nozzles are used to lock 130 t converters, and the number of nozzles is increased to 20 for 350 t converters. The effectiveness when applying the refractory powder reaches 90%.

Jedoch entflammt der pulverförmige 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 eine 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 verschlechtem 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.However, the powdered fuel does not ignite until after a certain time (approx. 0.2 s) after application to the surface of the feed, during which the fuel particles are carried into the coating by the solid remover particles. Therefore, the fuel burns under a layer of the refractory powder that sinters, and a pore is created in the place of the burned fuel particle. When using the construction called blow mold, the coating has a porosity of 30%. During the melting process, the pores of the coating are saturated with the slag of the metallurgical aggregate, the coating material reacts with the slag and changes: the quality of the coating, its resistance to slag deteriorates and the service life is shortened. The service life of the coating with a thickness of 50 mm is 10 melts. For this reason, the short service life of the coating is one of the disadvantages of the construction mentioned.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Torkretieren eines metallurgischen Aggregats mit einer derartigen Zuführung 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.The invention has for its object to develop a method for gate locking a metallurgical unit with such a supply of oxygen and fuel and to create a blow mold for its implementation with such a nozzle arrangement, by which the service life of the coating is extended while reducing fuel consumption .

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 Kohlenoxidbbildung mit in das Aggregat zugegebenem Brennstoff enthält, und an das auszubessernde Futter der andere Teil des Sauerstoffs mit einem Feuerfestpulver zugeführt wird, wobei erfindungsgemäss der Brennstoff pulverförmig in den auf den Bodenbereich gerichteten Sauerstoffstrahl kontinuierlich zugeführt wird.This object has been achieved by the development of a method for gate locking a metallurgical aggregate which has walls and a floor which are lined with a refractory material, in which an oxygen jet is supplied to the floor area which only contains a part of the oxygen for the formation of carbon oxide in the aggregate contains added fuel, and the other part of the oxygen is fed to the feed to be repaired with a refractory powder, the fuel according to the invention being fed continuously in powder form into the oxygen jet directed at the bottom region.

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 Torkretierperiode zustandekommt. Im Ergebnis wird die maximale Dichte und entsprechend die maximale Standzeit des Überzugs unter gleichzeitiger wesentlicher Verringerung des Brennstoffverbrauchs erzielt.By continuously feeding the powdered fuel into the oxygen jet directed at the bottom area, the maximum temperature at the unit wall is reached, where the welding and sintering of the refractory powder takes place regardless of the gate locking period. As a result, the maximum density and, accordingly, the maximum service life of the coating is achieved with a substantial reduction in fuel consumption.

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 Zuführung 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.This object was also achieved by the creation of a multi-nozzle blow mold for gate locking a metallurgical unit, which contains a coolable housing in which pipes for the supply of refractory powder, fuel and oxygen are arranged coaxially, and with nozzles for the supply of refractory powder, fuel and oxygen is provided in which, according to the invention, one nozzle is arranged on the side wall of the blow mold and is provided for the supply of oxygen and refractory powder to the area of the feed to be repaired, and the other nozzles are arranged on the end face of the blow mold and for the supply of oxygen and fuel the bottom area of the metallurgical unit is provided, the sum of the cross-sectional areas of the nozzles for supplying oxygen to the area of the feed to be repaired and the cross-sectional area of the nozzles for supplying oxygen to the bottom area of the metallu rgischen aggregate are essentially the same.

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 auszubessemde Futter nicht erreichen, weil sie im Bodenbereich des metallurgischen Aggregats vollständig verbrennen.Such an arrangement of the blow molding nozzles mixes the powdered fuel which is supplied to the bottom area of the metallurgical unit with the oxygen which is supplied to the bottom area of the metallurgical unit (primary oxygen), the mixture ignites and burns completely in the bottom area of the unit . As a result, the carbon oxide (CO) heated to a high temperature is formed, which rises and fills the space of the metallurgical aggregate. Due to the oxygen jets that flow out of the nozzles arranged on the side wall of the blow mold (secondary oxygen), the said carbon oxide (CO) is burned onto carbon oxide (C0 2 ), whereby a stable high-temperature flame is created. In this flame, the particles of the refractory powder, the flow out of the nozzles arranged on the side wall of the blow mold, heated to the plastic state, and they weld onto the area of the lining to be repaired at the moment of their contact with the surface. As a result, a firm and dense coating is formed on the lining. A high quality of the coating is the result of the fuel particles not reaching the feed to be repaired because they burn completely in the bottom area of the metallurgical unit.

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 berbraucht werden muss, um ein Kohlenstoffmolekül bis zur Bildung von Kohlenoxid zu verbrennen. Zum Nachbrennen des entstandenen Kohlenoxids auf Kohlendioxid ist ebenfalls ein halbes Sauerstoffmolekül 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 Überzugsqua(ität erzielt. Dadurch, dass der pulverförmige Brennstoff an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats in einer Menge kontinuierlich zugeführt wird, die für den Verlauf der Oxydationsreaktion des Kohlenstoffs bis zur Bildung 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.Because the sum of the cross-sectional areas of the nozzles for supplying oxygen to the area of the feed to be repaired and the cross-sectional area of the nozzle for supplying oxygen to the bottom area of the metallurgical unit are essentially the same, an oxygen jet is supplied to this area, which is only a part of the Contains oxygen (primary oxygen) for the formation of carbon oxide (CO) with the continuously supplied powdered fuel. The second part of the oxygen (secondary oxygen) is fed to the area of the feed to be repaired in order to burn the resulting carbon oxide (CO) onto carbon dioxide (C0 2 ). This can be explained by the fact that after the combustion reaction of the fuel-carbon, half an oxygen molecule has to be used up in order to burn a carbon molecule until the formation of carbon oxide. Half an oxygen molecule is also required to afterburn the resulting carbon oxide onto carbon dioxide. As a result, the consumption amounts of the primary and secondary oxygen are said to be be the same and each amount to essentially half of the oxygen introduced into the metallurgical aggregate. In this case, the maximum high temperature is reached and the best coating quality is achieved. The fact that the powdered fuel is continuously fed to the bottom area of the metallurgical unit in an amount which is necessary for the course of the oxidation reaction of the carbon up to the formation of carbon oxide Without excess oxygen, in which part of the fuel burns to form carbon dioxide in the bottom area, and without unburned matter, in which fuel particles are present in the atmosphere of the cylindrical converter part, the fuel-carbon reacts completely with the supplied oxygen, and the fuel consumption for gate locking is minimal compared to the methods described above.

Kurze Beschreibung von ZeichnungenBrief description of drawings

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines konkreten Durchführungsbeispiels des Verfahrens mit einer Mehrdüsenblasform 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.
The invention is illustrated below with the aid of a concrete exemplary embodiment of the method with a multi-nozzle blow mold with reference to the accompanying drawings, in which it shows:
  • Fig. 1. - A multi-nozzle blow mold according to the invention in longitudinal section;
  • Fig. 2. - a schematic representation of a converter, in the space of which the multi-nozzle blow mold designed according to the invention is arranged in longitudinal section during the implementation of the door locking method according to the invention.

Bevorzugte Ausführungsvariante der ErfindungPreferred embodiment variant of the invention

Die Mehrdüsenblasform 1 (Fig. 1) enthält ein abkühlbares Gehäuse 2, in dem eine Rohrleitung 3 für die Sauerstoffzuführung, 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 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.The multi-nozzle blow mold 1 (FIG. 1) contains a coolable housing 2, in which a pipe 3 for the oxygen supply, a pipe 4 for the supply of a refractory powder and a pipe 5 for the supply of a fuel are arranged coaxially. The blow mold 1 is provided with four nozzles 6 for supplying oxygen to the area of the feed of a metallurgical unit to be repaired and with four nozzles 7 for supplying refractory powder to the area of the feed to be repaired. In the present example, each nozzle 7 for the supply of refractory powder is arranged coaxially in the nozzle 6 for the supply of oxygen. These nozzles 6 and 7 can also be arranged differently in series, for example. The nozzles 6 and 7 are arranged on the side wall of the blow mold 1 and directed towards the region of the lining of the metallurgical unit to be repaired.

Im vorliegenden Beispiel ist die Blasform 1 mit vier Düsen 6 für die Sauerstoffzuführung 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 gewähltIn the present example, the blow mold 1 is provided with four nozzles 6 for the oxygen supply and with four nozzles 7 for the supply of refractory powder to the area of the lining of the metallurgical unit to be repaired, but the number of these nozzles 6 and 7 can be larger or smaller. The number of nozzles is selected depending on the area of the area of the chuck to be repaired

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 addition, the blow mold 1 contains a nozzle 8 for supplying oxygen to the bottom region of the metallurgical unit and a nozzle 9 for supplying the powdered fuel to the metallurgical unit, which is arranged coaxially in the nozzle 8 for supplying oxygen to the bottom region of the metallurgical unit.

In einer anderen Ausführungsvariante der Blasform können die Düsen 8 und 9 anders beispielsweise nebeneinander angeordnet werden und deren Anzahl kann verschieden sein.In another embodiment of the blow mold, the nozzles 8 and 9 can be arranged differently, for example next to one another, and their number can be different.

Die Düsen 6, 7, 8 und 9 kommunizieren mit den Rohrleitungen 3,4 und 5 entsprechend.The nozzles 6, 7, 8 and 9 communicate with the pipes 3, 4 and 5 accordingly.

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 Sauerstoffzuführung an den auszubessernden Bereich und die Querschnittsfläche des Düse 8 für die Sauerstoffzuführung an den Bodenbereich des metallurgischen Aggregats im wesentlichen gleich.The nozzles 8 and 9 are located on the end face of the blow mold 1 and are oriented towards the bottom area of the metallurgical unit. The sum of the cross-sectional areas of the nozzles 6 for supplying oxygen to the area to be repaired and the cross-sectional area of the nozzle 8 for supplying oxygen to the bottom area of the metallurgical unit are essentially the same.

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 11 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.The blow mold 1 has a device 10 (FIG. 2) for a reciprocating movement, which facilitates its arrangement in the cavity of the metallurgical unit, and a device 11 for its rotary movement in the case when the entire cylindrical part of the metallurgical unit should be repaired. The devices 10 and 11 are shown schematically in the drawing. You can have any construction that is suitable for the purposes mentioned.

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. 1 500 °C darstellt.In order to carry out the method for gate locking a converter 12 (FIG. 2) which has walls 13 and a base 14 which are lined with a refractory material, carbon-containing substances such as coke, anthracite, coal types with an ash content of up to 30% are used as the powdered fuel. , a moisture of up to 10% and a particle size of up to 0.1 mm. Such a fuel (possibly coke dust) is fed to the area of the bottom 14 of the converter 12 via the nozzle 9. At the outlet from the nozzle 9, the coke dust mixes with the primary oxygen flowing out of the nozzle 8, ignites and burns. The quantity ratio of the fuel and the primary oxygen is selected such that all of the fuel burns in the region of the base 14 of the assembly except for carbon oxide. Due to the large surface area of the dusty coke and the large size of the combustion zone (50 to 100 m 3 in a 350 t converter), the oxygen reacts with the coke practically completely from the beginning to the end of the door-locking process. From Bottom 14 of the converter 12 constantly rises a gas stream, which is practically pure carbon oxide with a temperature of approximately 1,500 ° C.

Das erhitzte CO wird von den Strahlen des sekundären Sauerstoffs angesaugt, der ein Feuerfestpulver beispielsweise feingemahlenes Periklaspulver trägt, und verbrennt bis zum CO2. 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. 2 000 °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 %).The heated CO is sucked in by the jets of secondary oxygen, which carries a refractory powder, for example finely ground periclase powder, and burns to CO 2 . The consumption of the secondary oxygen and the consumption of the primary oxygen are kept the same. That is why CO burns practically without unburned matter and without excess oxygen. As a result, the maximum flame temperature of approximately 2,000 ° C. can be developed in any gate-locking period in the area where the refractory powder is applied to the lining of the converter 12. At such a temperature, the diffusion processes in the refractory particles are particularly active and the coating sinters to the maximum density (the periclase coating has a porosity of approx. 10%).

Die Mehrdüsenblasform funktioniert folgenderweise.The multi-nozzle blow mold works as follows.

Gleich nach dem Metallabstich und dem Schlackenabzug bei einer Temperatur des Futters von ca. 1 450 °C wird der Konverter 12 mit dem verschlissenen Futter in die vertikale Stellung gebracht.Immediately after the metal tapping and the slag removal at a temperature of the feed of approximately 1,450 ° C., the converter 12 with the worn feed is brought into the vertical position.

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 pulverförmigen Brennstoff entsprechend werden diese Stoffe an die Düsen 6, 7, 8, 9 zugeführt.With the aid of the device 10 for a reciprocating movement, the multi-nozzle blow mold 1 is inserted into the converter 12 for its gate locking. By means of the pipelines 3, 4 and 5 for the supply of oxygen, refractory powder and powdered fuel, these substances are supplied to the nozzles 6, 7, 8, 9 accordingly.

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 CO steigt in den zylindrischen Teil des Konverters 12, wo es durch die Strahlen des aus den Düsen 6 ausströmenden sekubdären Sauerstoffs auf CO2 nachgebrannt 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 C02 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.As shown in FIG. 2, the coke dust flows out of the nozzle 9 towards the bottom 14 of the converter 12, is caught by the jet of primary oxygen flowing out of the nozzle 8, heated by the feed of the converter 12, which ignites the mixture and burns in the area of the bottom 14 of the converter 12 to form a primary flame consisting of carbon oxide (CO). This CO rises into the cylindrical part of the converter 12, where it is burned onto the CO 2 by the rays of the secretary oxygen flowing out of the nozzles 6, which are supplied to the area of the feed to be repaired together with the periclase powder flowing out of the nozzle 7, whereby secondary flames arise. In these, the periklast particles are heated to the plastic state, after which they weld onto the lining and form a tight, firm and durable coating thereon. The gases rising from the area to be locked, which mainly consist of CO 2 , are expelled into the chimney (not shown in FIG. 1) of the converter 12 and pass through a gas cleaning system (not shown in FIG. 1). The coating thickness on the diameter and at the height of the converter 12 is regulated by the rotation, the lifting and lowering of the blow mold 1, which are accomplished by means of the devices 10 and 11.

Es wurden Vergleichsprüfungen des bekannten und des erfindungsgemässen Verfahrens zum Torkretieren metallurgischer Aggregate durchgeführt, deren Ergebnisse in der Tabelle 1 zusammengefasst sind.Comparative tests of the known and the inventive method for gate locking metallurgical aggregates were carried out, the results of which are summarized in Table 1.

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.As can be seen from the table, the method and the multi-nozzle bubble shape according to the invention, compared to the prototype, achieve an almost 30% longer service life of the coating with a reduction in fuel consumption by more than 80%.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

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

Figure imgb0001
The present invention can be used particularly effectively in the repair of the lining of a metallurgical unit in the warm state.
Figure imgb0001

Claims (2)

1. A method of guniting a metallurgical unit which has walls (13) and a base (14), which are lined with a refractory material, in which an oxygen jet, which contains only part of the oxygen for the formation of carbon monoxide with fuel supplied to the unit, is supplied to the region of the base (14), and the second part of the oxygen is supplied with a refractory, powder to the lining to be repaired, characterized in that the fuel is continuously supplied in powdered form into the oxygen jet directed towards the region of the base (14).
2. A multiple-nozzle tuyere for guniting a metallurgical unit for performing the method according to Claim 1, which comprises a coolable casing (2) in which pipes (4, 5 and 3) for the supply of refractory powder, fuel and oxygen are arranged coaxially in a suitable manner, and with nozzles (7, 9, 6 and 8) for the supply of refractory powder, fuel and oxygen, characterized in that some nozzles (6 and 7) are arranged on the side wall of the tuyere (1) and are provided for the supply of oxygen and refractory powder in a suitable manner to the region of the lining to be repaired, and the other nozzles (8 and 9) are arranged on the front face of the tuyere (1) and are provided for the supply of oxygen and fuel to the region of the base (14) of the metallurgical unit, the sum of the cross-sectional areas of the nozzles (6) for the oxygen supply to the region of the lining to be repaired and the cross-sectional area of the nozzles [sic] (8) for the oxygen supply to the region of the base (14) of the metallurgical unit being substantially equal.
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