FI73463B - Reglersystem foer en lans avsedd att mata fasta materialier. - Google Patents

Description

7 5463 Säätösysteemi kiinteiden materiaalien syöttämiseen tarkoitettua puhallusputkea varten

Nyt selostettava keksintö koskee sulaan metalli-5 kylpyyn ja nimenomaan jalostuskylpyyn kiinteitä aineita syöttävän putken syötön säätöjärjestelmää. Keksintö liittyy tällöin lähinnä sellaiseen järjestelmään, jota käytetään palavan, rakeisen materiaalin syöttämiseen neutraalien kantokaasujen avulla jalostusmetalliin LD-, LD - AC-10 tai LBF-prosessien puitteissa.

Jo ennestään tunnetaan menetelmiä, joilla hiile-tetään metallikylpyjä lisäämällä niihin yläpäästä hiiltä. FR-patenttihakemus 2 459 B35 koskee karbidin puhaltamista tällaisen kylvyn pintaan käyttämällä apuna happea, jolloin 15 on todettu, ettei hapen avulla siirretty hiili hapetu suihkussa, mikä saattaa olla hieman hämmästyttävää. Toisaalta käytettävä hiili on koostumukseltaan sellaista, että se saadaan suuren energian kulutuksen reaktioiden avulla, joten tällaista menetelmää kannattaa käyttää vain 20 silloin, kun energia on huokeaa.

Näin ollen olisikin järkevää käyttää antrasiittia, koksimurskaa tai muuta sopivaa hiilipitoista meteriaalia.

On kuitenkin hyvin epätodennäköistä, että puhallus voidaan suorittaa edellä mainitussa FP-patenttihakemuksessa 25 kuvatulla tavalla, ilman että tällöin tapahtuu ennenaikais ta hapettumista, mahdollisesti voimakkaana palamisena mikä on taas käytettävälle laitteistolle vahingollista. Hiilipitoinen materiaali on siis suihkutettava sellaisen kaasun avulla, joka ei luovuta happea ja järjestettävä 30 mahdollisesti vielä suojaverho hiilipitoisen materiaalin virtauksen ja siihen liittyvien happisuihkujen väliin.

Tämänkertaisen keksinnön tekijän saamat kokemukset ovat osoittaneet, että hiilipitoisen materiaalin imeyttä-miseksi tehokkaasti kylvyn avulla on oltava tarkasti raja-35 tut happi- ja hiilikonsentraatiot. Lisäksi hiilipitoisen materiaalin liike-energian on oltava riittävän suuri putken ulostulossa, jotta se pystyy tunkeutumaan kylpyyn.

2 73463 Tämä tehostettu liike-energia, jonka tehtävänä on myös estää hiilipitoisen materiaalin ennenaikainen palaminen kylvyn yläpuolella, saadaan aikaan voimakkaalla kaasuvirtauk-sella. Kun otetaan huomioon, että tämä neutraali kaasu-5 virtaus saa aikaan tietyn jäähdytystehon, on tärkeää, että tarvittava määrä hiilipitoista materiaalia syötetään kylpyyn mahdollisimman lyhyen ajan kestävänä puhallustoimin-tona. Tästä on taas seurauksena, että sellainen kaasusuihku, jossa on suuri määrä kiinteää ainetta, pyrkii tukki-10 maan syöttöputket ja kyseessä olevan putken suuosan.

Metallikylpy on hiiletettävä mahdollisimman nopeasti, jos taloudellisista syistä johtuen kantajakaasuna käytetään typpeä. Typpisuihku suuntautuu tällöin nimittäin metallikylvyn pintaan jalostushapen välittämässä läheisyy-15 dessä. Lisäksi tiedetään, että typen liukenemisaste sulaan metalliin nähden kasvaa lämpötilan mukana.

Keksinnöllä pyritäänkin kehittämään sellainen laitteisto, olla sulaan metallikylpyyn pystytään suihkuttamaan nopeasti yläpuolelta käsin suuri määrä rakeista, 20 palavaa materiaalia.

Keksinnön kohteena on laitteisto, jolla säädetään kiinteän polttoaineen syöttöä puhallusputkesta metalli-kylpyyn, ja joka käsittää kantajakaasun lähteen ja kiinteän polttoaineen syöttöpiirin välineet kiinteän poltto-25 aineen syöttäseksi puhallusputkeen kantajakaasuun disper-goituneena, jolle on tunnusomaista, että laitteisto lisäksi käsittää huuhtelukaasupiirin välineet huuhtelukaasun syöttämiseksi puhallusputkeen, syöttövälineet kiinteän polttoaineen syöttönopeuden vaihtelemiseksi operaatio-30 alueella, säätövälineet kantajakaasun ja huuhtelukaasun syöttönopeuden vaihtelemiseksi operaatioalueella ja kyt-kentävälineet polttoainepiirin ja huuhtelukaasupiirin liittämiseksi joko erikseen tai yhdessä puhallusputkeen.

Keksinnön edullisia suoritusmuotoja selostetaan 35 oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Muita keksintöön liityviä piirteitä ja etuja käy selville kuvan 1 periaatekaavioon liittyvästä selostuk- 3 73463 sesta, joka koskee keksinnön mukaisen laitteiston erästä suoritusmuotoa.

Kuvassa näkyvä puhallusputki 1 voi olla monivirta-usputki, jota käytetään sulametallikylvyn varustamiseen 5 samanaikaisesti hapella ja rakeisella materiaalilla esim. LU-patenttihakemuksessa 84 176 kuvatulla tavalla. Puhallusputki voi olla myös yksivirtausputki, jolla sulametal-likylpyyn suihkutetaan vain rakeista materiaalia. Tällöin jalostushapella ja mahdollisesti myös jälkipolttohapelle 10 on järjestetty erillinen putki. Putki 1 on kiinnitetty pikaliitosjärjestelmään 2, joka liittyy kiinteänä rakenteena vaunuun tai johonkin muuhun liikkuvaan rakenteeseen (ei kuvassa), jolla putki 1 saadaan halutulle etäisyydelle kylvyn pinnasta. Kiinnitysjärjestelmä on yhdistetty jäy-15 kät putket 3 ja nivelet 4 käsittävään yksikköön 5, jota nimitetään saksiksi, ja myös varmuuslaitteeseen 6, joka ilmaisee putken 1 rungossa mahdollisesti esiintyvät vuodot. Vuotojen ilmaiseminen on erittäin tärkeää nimenomaan monivirtausputkissa, jotka syöttävät samanaikaisesti polt-20 toaineen, joka on yleensä kuluttavaa materiaalia, ja happea luovuttavan aineen. Monivirtausputket voidaan tehdä esim. tietyllä nesteellä täytettynä hylsynä, joka on hiili-pitoista materiaalia käsittävän putken ympärillä, ja varustettuna vastaanottimella, joka tarkkailee nesteen painetta. 25 Putken murtuessa vastaanotin rekisteröi paineen muutoksen ja siirtää sitä koskevan lukeman varmuuslaitteeseen 6, joka pysäyttää puhallustoiminnon. Vastaavasti voidaan järjestää jäähdytyspiiri, jolloin polttoaine- ja hapenluovu-tusputket voidaan erottaa toisistaan LU-patenttihakemuk-30 sessa A 733 esitetyllä tavalla. Tässä tapauksessa jäähdy-tyspiirin paineen valvontalaitteen avulla voidaan myös ilmaista vuodot.

Sakset 5 voidaan valinnan mukaan kytkeä joko hiili-pitoista materiaalia syöttävään piiriin 7 tai piiriin 8, 35 joka syöttää huuhtelukaasua ja vakuuttaa sähkömagneetti-venttiileihin 9 ja 10.

73463

Piiri 8 lähettää tietyn määrän lähteestä 30 saatua argonia tai lähteestä 31 saatua typpeä putkeen 1 avaten/ sulkien vastaavasti venttiilit 21 ja 22 sekä ohjaten riittävästi syötönsäätölaitetta 11. Säätölaite 11 käsittää lä-5 hinnä paineen vastaanottimen 19, paineenvaihtelun vastaanottimen 18 ja lämpötilan vastaanottimen 20, jotka on yhdistetty vastaaviin muuttajiin 17,16 ja 15. Nämä muuttavat vastaanotetut signaalit sähkösignaaleiksi, jotka voidaan käsitellä laskimella 14. Laskin 14 määrittää sulatusupok-10 kaan toiminnan tai johtojen tukkeutumisen perusteella tarvittavan syöttömäärän, joka se siirtää sitten säätövent-tiiliin 12 vahvistimen 13 avulla. On huomattava, että asian selvyyden vuoksi laskulaite on piirretty useihin eri paikkoihin (viitenumerot 14a ja 14b). Venttiilin 22 ja typ-15 pilähteen 31 välissä ovat venttiilit 24 ja 26 ja paineen-säädin 25, joka estää lähteen 31 kohdistamasta liian suuria paineita huuhtelukaasun syöttöpiiriin 8. Yksisuuntainen venttiili 53 estää hiilipitoisen materiaalin syöttö-piirin 7 takaisinkytkennän huuhtelukaasun syöttöpiiriin 8. 20 Hiilipitoisen materiaalin syöttöpiiri 7 on yhdistet ty vain typpilähteeseen 31 ja käsittää lähinnä syöttömäärän säätölaitteen 11a ja suppiloannostimella varustetun puhallusseulan 40. Seulalla 40 voidaan säätää jatkuvasti muuttuvana toimintona seoksen syöttömäärä ja se vaikuttaa 25 suppiloannostimen 48 pyörän pyörimisnopeuteen. Puhallus-putken kautta menevän kantokaasun syöttömäärää voidaan myös muuttaa kiinteän aineen määrästä riippumatta. Seula käsittää johdon 41, joka liittyy hiilipitoista materiaalia käsittävän säiliön 47 painejärjestelmään, ja johdot 42-46, 30 jotka on yhdistetty hiilipitoisen materiaalin fluidaatio-järjestelmään. Vastaanotin 50 valvoo painetta seulan 40 alapuolella olevissa johdoissa ja vaikuttaa muuttimen 49 ja laskimen 14b avulla suppiloannostimen 48 pyörimisnopeuteen. Hiilipitoisen materiaalin syöttöpiirin 7 syöttömää-35 rän säätölaite 11a vastaa likipitäen säädintä 11, joka ohjaa huuhtelukaasun virtausta. Vastaavia toiminoja suorittavat osat on merkitty samoilla viitenumeroilla, joiden perään on liitetty a-kirjain. Nyt on huomattava, että pu-

II

5 73463 heena olevassa johdossa esiintyvä paine ilmaistaan vastaanottimella 19a paineensäätimen 25a ja venttiilien 24a ja 26a yläpuolella, ja se ilmoittaa typpilähteen 31 paineen.

On selvää, että yhden laskimen asemesta voidaan 5 käyttää useita eri laskimia. Ne ovat tässä tapauksessa mieluimmin samanlaisia kuin hiilipitoisen materiaalin kan-tokaasun ja huuhtelukaasun määrän säätämiseen käytettävät laskimet ja suppiloannostimen säätöön käytettävät laskimet. Tässä tapauksessa vahvistimet 13 ja 13a on korvattu vahvis-10 tinsäätimillä. Ne saavat ohjeet laskimesta 14b, joka ohjaa kiinteän aineen konsentraatiota kaasussa ja vaikuttaa sekä vahvistinsäätimeen 13a että annostimen pyörän pyörimisnopeuteen. Laskin 14b on liitetty siis myös vahvistinsäätimeen 13 huuhtelukaasun syöttövirtauksen annostamiseksi.

15 Laitteen käyttäjä voi lisäksi suorittaa koordinoinnin laitteiston eri elementtien välillä.

Laitteisto käsittää myös useita painemittareita 51 ja sähkömagneettiventtiilejä 52.

Järjestelmä toimii seuraavalla tavalla: 20 Hiilittämisvaiheen aikana venttiili 9 on auki ja venttiili 10 on kiinni. Kantokaasun ja myös hiilipitoisen materiaalin syöttömäärä säädetään maksimiarvoon, joka vastaa laitteiston kapasiteettia (lähde, johdot, seula jne.) ja metallurgian vaatimuksia (kylvyn avulla tapahtuva hiili-25 en imeytymiskapasiteetti). Johtojen ilmaistessa tukkeutumisen, joka voi esiintyä suppiloannostimen käsittävän seulan alapuolella olevissa johdoissa, vastaaottimen 50 ilmaisema paine kasvaa ja laskin 14 ohjaa annostimen 48 pyörän pyörimisnopeuden laskemista, niin että kiinteän materiaalin mää-30 rä kaasuvirtauksessa vähenee. Jos paine laskee sen jälkeen, pyörän 48 pyörimisnopeus lisääntyy uudestaan. Päinvastaisessa tapauksessa pyörimisnopeus laskee. Mikäli peräkkäiset toiminnot, joilla vähennetään pyörän 48 pyörimisnopeutta, eivät saa aikaan johtojen tyhjentymistä, laskin 14 35 ohjaa piirin 7 pysäyttämisen, venttiilin 9 sulkemisen ja venttiilin 10 avaamisen. Tällöin säätöventtiili 12 on kokonaan auki ja siirtää venttiilien 21 ja 22 auki- tai kiinniolosta riippuen typpeä tai argonia lisätyllä pai- 73463 neella saksiin 5 ja putkeen 1. Jos tyhjentyminen saadaan aikaan, vastaanottimen 50 mittaama paine laskee, ja hiile-tystoiminto voi alkaa uudestaan.

Venttiili 9 on kiinni ja venttiili 10 on auki kah-5 den hiilitystoiminnon välillä, jolloin heikko kaasuvirtaus /typpeä, mieluimmin kuitenkin argonia) kiertää saksissa 5 ja putkessa 1 ja estää johtojen tukkeutumisen, mikä johtuu putkiin tulleesta hiilipitoisesta materiaalista muodostuneesta kasautumasta tai putken pään tukkeutumisesta.

10 Järjestelmää on selostettu edellä viittaamalla argonin tai typen käyttöön. On kuitenkin selvää, että näiden asemesta voidaan käyttää mitä tahansa sellaista kaasua, joka vastaa asianomaisia kemiallisia vaatimuksia. Toisin sanoen tällöin voidaan käyttää kaikkia sellaisia ei hapet-15 tavia kaasuja, jotka eivät estä uudelleenkierrätyskaasun käyttöä. Vastaavasti johtojen tyhjennystoiminnot on kuvattu edellä sahkämagneettiventtiilien 9 ja 10 avaamiseen ja sulkemiseen liittyen. Samalla tavalla voidaan avata yhdessä venttiilit 9 ja 10 ja säätää kaasumaisen ja kiinteän 20 aineen erilaiset syöttömäärät, niin että saadaan aikaan haluttu tyhjennystoiminto. Keksinnön suojapiiristä poikkeamatta voidaan sähkömagneettiventtiilin 10 ohjaus järjestää myös impulssien avulla, jolloin on valittava niiden signaalien taajuus ja syntymisaika, jotka ohjaavat venttiilin 25 10 avautumisen/ sulkeutumisen. Tällöin vältetään värähte lyt johdoissa ja liian suuret, laitteistolle vahingolliset paineet.

Il

Claims (7)

73463

1. Laitteisto, jolla säädetään kiinteän polttoaineen syöttöä puhallusputkesta (1) metallikylpyyn, ja joka 5 käsittää kantajakaasun lähteen (30,31) ja kiinteän polttoaineen syöttöpiirin (7) välineet kiinteän polttoaineen syöttämiseksi puhallusputkeen kantajakaasuun dispergoitu-neena, tunnettu siitä, että laitteisto lisäksi käsittää huuhtelukaasupiirin (8) välineet huuhtelukaasun 10 syöttämiseksi puhallusputkeen (1), syöttövälineet (11a) kiinteän polttoaineen syöttönopeuden vaihtelemiseksi ope-raatioalueella, säätövälineet (11) kantajakaasun ja huuhtelukaasun syöttönopeuden vaihtelemiseksi operaatioalu-eella ja kytkentävälineet (5) polttoainepiirin (7) ja 15 huuhtelukaasupiirin (8) liittämiseksi joko erikseen tai yhdessä puhallusputkeen (1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kaasuun dispergoituneen hiilipitoisen materiaalin syöttävä piiri (7) on yhdistet- 20 ty yhteen edellä mainittuun kaasulähteeseen ja käsittää kaasuvirtauksen annostusjärjestelmän (11a), jota seuraa kennoannostelijasta koostuva puhalluksen sulkukammio (40).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kennoannostelijän kennopyö- 25 rän (48) pyörimisnopeus riippuu paineesta kennoannosteli-jalla varustetun puhalluksen sulkukammion (40) alavirran puolella olevassa johdossa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että huuhtelukaasun syöttöpiiri/ 30 piirit (8) on yhdistetty painekaasunlähteeseen/-lähteisiin ja käsittää/käsittävät kaasuvirtauksen annostusjärjestelmän, joka koostuu syötön (11) säätöventtiilistä (21,22) ja tuntoelimistä (20,19,18) kaasun lämpötilan, paineen ja painevaihtelun mittaamista varten.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laskin (14) ohjaa säätövent-tiilin (12) avautumisastetta kaasun lämpötilan, paineen ja painevaihtelun ja myös laitteiston toiminnan perusteella . 8 73463

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteet, joiden avulla kytketään kaasun ja hiilipitoisen materiaalin kaasudispersion syöttöpiirit (7,8) joko erikseen tai yhdessä puhallusput- 5 keen päättyvään putkijohtoon, ovat sähkömagneettiventtii-lejä ja ovat edullisesti laitteen käyttäjän ohjattavissa.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että puhallusputkeen (1) päättyvä putkijohto koostuu jäykistä putkista (3) ja nivelistä. 10 II 73463