EP0342395B1

EP0342395B1 - Vorrichtung zum Einbringen von pulverförmigen Reagenzien in eine Schmelzpfanne

Info

Publication number: EP0342395B1
Application number: EP89107446A
Authority: EP
Inventors: Frank Dr.-Ing. Schaberg; Heribert Dipl.-Ing. Martens; Peter Dipl.-Ing. Pöhlmann
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1989-04-25
Publication date: 1992-07-01
Anticipated expiration: 2009-04-25
Also published as: ATE77840T1; DE58901760D1; EP0342395A1; US5062615A; DE3817358A1; ES2032624T3; CA1315102C

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) zum Einbringen von pulverförmigen Reagenzien in eine Schmelzpfanne.
Bei der Schmelzenbehandlung mit injizierten pulverförmigen Reagenzien, beispielsweise bei der Roheisenentschwefelung oder Stahlbehandlung, kommt es darauf an, durch eine optimale Eingabe von Reagenzien eine bestmögliche Ausnutzung der Reagenzien zu erzielen, um die Verfahrenskosten möglichst zu reduzieren.
Die Fig.1 und 2 zeigen den bekannten Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht. Zum Einbringen pulverförmiger Reagenzien in eine Schmelzpfanne 1 dient eine vertikal und zentrisch zur Achse der Schmelzpfanne 1 angeordnete Lanze 2, die an ihrem unteren Ende mit einer nach unten gerichteten Düsenöffnung 2a sowie einer Anzahl von gleichmäßig überden Umfang verteilten horizontalen Düsenöffnungen, z.B. 2b, 2c, versehen ist.
Die in Fig.2 schraffierte Fläche 3 erstreckt sich annähernd gleichmäßig um die Lanze 2 und ist ein sogenannter "Spülfleck", d.h. ein Bereich, in dem die aus den Düsenöffnungen ausgeblasenen Reagenzien in die Schmelze 4 eintreten.
Durch die Tägerluft werden die pneumatisch eingeblasenen pulverförmigen Reagenzien in der Schmelze 4 nach oben bewegt, wobei sich in dem durch die gestrichelte Linie 5 markierten Niveau eine Strömungsverteilung ergibt, wie sie durch die Kurve 6 schematisch angedeutet ist. Im mittleren Bereich ist die Strömung nach oben gerichtet, in einer verhältnismäßig breiten ringförmigen Randzone dagegen nach unten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß das Einbringen der pulverförmigen Reagenzien mittels einer Mehrlochlanze in die Schmelzpfanne noch weiter verbessert wird, so daß sich eine besonders günstige Durchmischung ergibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Aus dem Stand der Technik ist es zwar bereits allgemein bekannt, die Lanze exzentrisch zur Pfannenachse in einer Schmelzepfanne anzuordnen, wie es Beispiele in der US-A-43 41 554 sowie der DE-B-28 27 277 zeigen, wonach ganz offensichtlich jeweils etwa eine einzige, rohrförmige Düse am stirnseitigen unteren Ende der Lanze vorgesehen ist. Im Falle der zuerst genannten US-Patentschrift soll das die Düse aufweisende untere Ende der Lanze schräg nach unten gegen den Boden abgebogen sein, und es wird bevorzugt, dieses untere Lanzenende so anzuordnen, daß der aus der Düsenmündung austretende Gas- bzw. Reagenzienstrom etwa schräg gegen den Pfannenboden sowie allgemein tangential zur Wand der Pfanne gerichtet ist. Bei der einen Ausführungsform gemäß DE-B-28 27 277 ist das die Düse enthaltende untere Lanzenende etwa rechtwinklig abgebogen, und die Lanzendüse soll auf die gegenüberliegende Pfannenwand in einen Bereich gerichtet sein, in den die neu in die Schmelzpfanne einzubringende Schmelze eingegossen wird, damit der vom Pfannenboden abgelenkte Schmelzestrom gegen den durch die Lanzendüse einfließenden Reagenzienstrom prallt.
Erfindungsgemäß ist dagegen die Lanze - gemäß Merkmal a) - mit zwei Austrittsdüsen versehen, die um einen Winkel zwischen 60 und 120° gegeneinander versetzt sind, wobei die Winkelhalbierende die Pfannenachse schneidet. Die Lanze ist dabei ferner - gemäß Merkmal b) - exzentrisch zur Pfannenachse angeordnet, und die beiden Austrittsdüsen sind in den der lanzennahen Umfangswand der Pfanne abgewandten, die Pfannenachse einschließenden größeren Bereich der Pfanne gerichtet.
Mit einer derartigen Lösung wird im Vergleich zu bekannten Ausführungen die Durchmischungszeit der Schmelze wesentlich verringert, da sich aufgrund des veränderten Strömungsprofiles ein günstigeres Durchmischungsverhalten ergibt. Die sich schnell aufbauende Strömung verhindert Überkonzentrationen der eingeblasenen pulverförmigen Reagenzien in der Schmelze, erhöht damit den Ausnutzungsgrad und verringert infolgedessen die spezifischen Zugabemengen und damit die gesamten Verfahrenskosten.
Eine Reduzierung der spezifischen Zugabemengen wird auch durch die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielte Erhöhung der Treffsicherheit erreicht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig.1 und 2 Schnitt und Aufsicht einer bekannten Vorrichtung,
Fig.3 und 4 Schnitt und Aufsicht einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig.5 und 6 Schnitt und Aufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung (um 90° gegenüber den Darstellungen in den Fig.3 und 4 gedreht).

Die Fig.3 bis 6 veranschaulichen die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Die Lanze 12 ist exzentrisch zur Achse 10 der Schmelzpfanne 11 angeordnet, wobei sie um das 0,2- bis 0,8-fache, vorzugsweise um das 0,4- bis 0,6-fache des Pfannenradius R (gemessen am Boden der Pfanne) gegenüber der Pfannenachse 10 versetzt ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lanze 12 an ihrem unteren Ende mit zwei Austrittsdüsen 12a, 12b versehen, die um einen Winkel zwischen 60 und 120°, vorzugsweise um einen Winkel zwischen 80 und 100°, gegeneinander versetzt sind, wobei die Winkelhalbierende 20 die Pfannenachse 10 schneidet.
Wie Fig. 4 zeigt, sind die beiden Austrittsdüsen 12a, 12b in den der lanzennahen Umfangswand der Pfanne 11 abgewandten, die Pfannenachse 10 einschließenden größeren Bereich der Pfanne 11 gerichtet, so daß sich ein durch die Fläche 13 gekennzeichneter länglicher Spülfleck ergibt, dessen schmale Ausdehnung von der Lanze 12 bis etwas über die Achse 10 reicht und dessen langgestreckte Ausdehnung quer hierzu verläuft.
Betrachtet man die Strömung auf Höhe der Linie 15, so stellt man die durch die Kurve 16 gekennzeichneten Verhältnisse fest. Charakteristisch ist hierbei auch die zentrale Einsattelung der Kurve 16, die in der um 90° gedrehten Ansicht gemäß Fig. 5 erkennbar ist. Allgemein läßt sich feststellen, daß sich bei der erfindungsgemäßen Ausführung die eingeblasenen pulverförmigen Reagenzien besser und schneller in der Schmelze 14 verteilen, wobei örtliche Überkonzentrationen vermieden werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Einbringen von pulverförmigen Reagenzien in eine Schmelzpfanne (11), enthaltend eine zur pneumatischen Zuführung der Reagenzien dienende Lanze (12), die an ihrem in der Schmelze (14) befindlichen Ende Austrittsdüsen (12a, 12b) aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Lanze (12) weist zwei Austrittsdüsen (12a, 12b) auf, die um einen Winkel zwischen 60 und 120° gegeneinander versetzt sind, wobei die Winkelhalbierende (20) die Pfannenachse (10) schneidet;

b) die Lanze (12) ist exzentrisch zur Pfannenachse (10) angeordnet und die beiden Austrittsdüsen (12a, 12b) sind in den der lanzennahen Umfangswand der Pfanne abgewandten, die Pfannenachse (10) einschließenden größeren Bereich der Pfanne (11) gerichtet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (12) um das 0,2- bis 0,8-fache, vorzugsweise um das 0,4- bis 0,6-fache des Pfannenradius (R) gegenüber der Pfannenachse (10) versetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Austrittsdüsen (12a, 12b) um einen Winkel zwischen 80 und 100° gegeneinander versetzt sind.