FI81282C

FI81282C - SKAENKLOCK.

Info

Publication number: FI81282C
Application number: FI863839A
Authority: FI
Inventors: Mats Johansson; Lars Jonsson
Original assignee: Aga Ab
Priority date: 1986-09-23
Filing date: 1986-09-23
Publication date: 1990-10-10
Also published as: FI863839A0; FI81282B; FI863839A

Description

1 812821 81282

Valusangon kansi Tämä keksintö koskee kantta, joka on tarkoitettu asetettavaksi valusankoon, jolloin kannen sisäsivu on varustettu lämmönkestävällä materiaalilla ja jolloin kanteen on sovitettu ainakin yksi poltin nestemäistä tai kaasumaista polttoainetta ja happikaasua varten ja ainakin yksi happikaasun puhallusputki valusangossa olevan sulatteen lämmittämiseksi, ja jolloin kanteen on muodostettu polttimen pidinelimet, joiden avulla poltin on toisaalta aksiaalisesti siirrettävissä sulatteen pinnan suhteen ja toisaalta sovitettu käännettäväksi suhteessa polttimen luotiviivaan sulatteen pintaa vastaan.This invention relates to a lid for insertion into a ladle, wherein the inner side of the lid is provided with a heat-resistant material and wherein the lid is provided with at least one burner for liquid or gaseous fuel and oxygen gas and at least one oxygen gas blower tube for heating the melt in the ladle. burner holding means by means of which the burner is axially displaceable with respect to the surface of the melt on the one hand and adapted to be pivotable relative to the bullet line of the burner against the surface of the melt on the other hand.

Teräsmetallurgiassa tuottavuudelle ja laadulle asetetut korkeat vaatimukset ovat johtaneet jakoon primäärimetallur-gisiin (sulatus valokaariuunissa, konvertteri) ja sekundää-rimetallurgisiin (raffinointi) prosesseihin. Sekundäärime-tallurgisille prosesseille on yhteisenä tekijänä lämpöhävi-öt. Halutaan tämän vuoksi järkiperäistä lämmitysmahdolli-suutta sekundäärimetallurgisten prosessien tehostamiseksi ja kehittämiseksi, jotta primääriuuni vapautetaan lämmitys-tehtävästä ja ylikuumenemisen esiintyminen vähenee ja säästetään energiaa.In steel metallurgy, high requirements for productivity and quality have led to a division into primary metallurgical (smelting in an arc furnace, converter) and secondary metallurgical (refining) processes. A common factor for secondary metallurgical processes is heat loss. Therefore, a rational heating capability is desired to enhance and develop secondary metallurgical processes in order to relieve the primary furnace of the heating function and reduce the occurrence of overheating and save energy.

Tällainen lämmitystekniikka voi tulla sovelletuksi suoraan tankovalulaitteisiin. Tekniikka antaa myös mahdollisuuksia laajennettuihin sekundäärimetallurgisiin käsittelyihin, mikä vaikuttaa sellaisten prosessien kuin suihkutusteknii-kan käyttöfrekvenssiin.Such heating technology can be applied directly to bar casting equipment. The technology also provides opportunities for expanded secondary metallurgical treatments, which affects the operating frequency of processes such as spraying technology.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laite, jota käytetään valusangossa olevan sulatteen lämmittämiseen 2 81282 ja joka mahdollistaa selostetun lämmitystekniikan hyväksikäytön. Keksinnölle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1.It is an object of the present invention to provide an apparatus for heating a melt in a ladle 2 81282 which enables the described heating technique to be utilized. The invention is characterized by what is set out in the appended claim 1.

Keksinnön eräät edulliset suoritusmuodot selviävät vastaavasti vaatimuksista 2 ja 3.Some preferred embodiments of the invention become apparent from claims 2 and 3, respectively.

Keksintö esitetään seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää valusangon kannen sovellutusmuotoa ja kuvio 2 esittää käyrää, joka ilmaisee lämpötilan kohoamista minuutissa sulatteessa palamistehon funktiona.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows an embodiment of a ladle cover and Figure 2 shows a graph showing the increase in temperature per minute in the melt as a function of combustion power.

Kansi liittyy valusangon seiniin 1. Kannen hieman kuperaan yläosaan 2 on sovitettu nk. happi-polttoainepolttimia. Piirustuksessa esitetään kaksi poltinta 4 ja 5, mutta edullisessa sovellutusmuodossa käytetään kolmea poltinta, jotka on symmetrisesti sovitettu kanteen. Polttimiin 4 ja 5 syötetään nestemäistä tai kaasumaista polttoainetta liitännöistä 7 ja 9 ja happikaasua liitännöistä 6 ja 8. Polttimet 4 ja 5 on sovitettu pidinelimiin, jotka elimien 12 ja 10 avulla ovat siirrettävissä sulatteen pintaa kohti ja siitä poispäin, ja elimien 13 ja 11 avulla ovat käännettävissä niin, että ne ovat käännettävissä suhteessa polttimen luotiviivaan sulatteen pintaa vastaan.The lid joins the walls of the ladle 1. The slightly convex upper part 2 of the lid is fitted with so-called oxygen-fuel burners. The drawing shows two burners 4 and 5, but in a preferred embodiment three burners are used, which are symmetrically arranged on the cover. The burners 4 and 5 are supplied with liquid or gaseous fuel from terminals 7 and 9 and oxygen gas from terminals 6 and 8. The burners 4 and 5 are arranged in holding members which are movable towards and away from the surface of the melt by means of members 12 and 10, and means 13 and 11 are reversible so that they are reversible relative to the bullet line of the burner against the surface of the melt.

Kannen pystyosassa 14 on kannen sisäläpimitta tehty huomattavasti pienemmäksi kuin valusangon sisäläpimitta. Kannen sisäläpimitta on tällöin niin paljon valusangon sisäläpimit-taa pienempi, että saadaan aikaan valusangon seinän suojaus polttimen liekiltä. Valusangon seinän suojaamiseksi edelleen polttimen liekiltä kannen ja sulatteen pinnan välillä on kannen sisäkehälle sovitettu lieriö 15. Tämä voi olla tehty lämmönkestävästä materiaalista, esim. keraamisestei materiaalista, tai se voi olla vesijäähdytteinen. Täten suojataan sulatteen pinnan yläpuolella olevaa valusangon seinän osaa.In the vertical part 14 of the lid, the inner diameter of the lid is made considerably smaller than the inner diameter of the ladle. The inner diameter of the lid is then so much smaller than the inner diameter of the ladle that the wall of the ladle is protected from the burner flame. To further protect the wall of the ladle from the burner flame, a cylinder 15 is arranged on the inner circumference of the lid between the lid and the melt surface. This may be made of a heat-resistant material, e.g. a non-ceramic material, or it may be water-cooled. This protects the part of the ladle wall above the surface of the melt.

il 3 81282il 3 81282

Kannen pystyseiniin on sovitettu läpivientilaitteet 16, esim. kolme symmetrisesti sijoitettuina. Niihin on sovitettu nk. puhallusputket 17, joiden kautta happea syötetään kannen ja sulatteen pinnan väliseen tilaan. Sekundäärinen happikaasu korvaa osaksi polttimien kautta tulevan happi-kaasun. Syöttämällä tällä tavalla happikaasua saadaan aikaan kannen alla olevan kaasumassan pyörimisliike. Läpivienti-laitteet on muotoiltu niin, että puhallusputket voivat asettua vaaka-asentoon, siis yhdensuuntaisiksi sulatteen pinnan kanssa. Vaakatasossa puhallusputki on käännettävissä kannen säteen suhteen kääntöpisteessä kulma-alueella 10-80°. Valusanko on lisäksi pohjassaan varustettu laitteella esim. argonin puhaltamiseksi sulatteeseen tämän hämmentämisen aikaansaamiseksi.Feed-through devices 16, e.g. three symmetrically arranged, are arranged in the vertical walls of the lid. They are fitted with so-called blow pipes 17, through which oxygen is supplied to the space between the lid and the surface of the melt. Secondary oxygen gas partially replaces the oxygen gas coming through the burners. By supplying oxygen gas in this way, a rotational movement of the gas mass under the cover is achieved. The bushing devices are designed so that the blow pipes can be placed in a horizontal position, i.e. parallel to the surface of the melt. In the horizontal plane, the blowpipe can be turned with respect to the radius of the cover at a turning point in the angular range of 10-80 °. In addition, the ladle is provided at its bottom with a device, e.g. for blowing argon into the melt, in order to cause this agitation.

Edellä esitetyllä laitteella lämmitettiin koesarjassa valokaariuunissa sulatettua terästä 10 tonnin valusangossa. Valusangon jäähtymisnopeus lämmitysvarusteita käyttäen, mutta ilman käynnissä olevia polttimia, selvitettiin vertailuna. Eri polttimen tehoilla vaihdeltiin polttimen etäisyyttä sulatteen pinnasta ja suuntaa sen suhteen. Sulatteena saatu 2-3eC:n lämpötilan nousu johtuu siis syötetystä tehosta ja polttimen etäisyydestä sulatteen pinnasta ja suunnasta sen suhteen. Tässä yhteydessä on tärkeätä, että lämmityslai-te on järjestetty niin, että sillä on mahdollisimman korkea lämpötila jo käynnistysajankohtana, jotta saadaan tehokas taustasäteily. Oheisella käyrästöllä esitetään lämpötilan nousu minuutissa sulatteessa polttimen tehon funktiona. Ylempi käyrä edustaa 50 cm:n polttimen etäisyyttä ja alempi käyränosa 60 cm:n etäisyyttä. Käyristä ilmenee, että esim.With the device described above, a series of experiments were used to heat molten steel in an arc furnace in a 10-ton ladle. The cooling rate of the ladle using heating equipment, but without running burners, was determined as a comparison. Different burner powers varied the distance of the burner from the surface of the melt and the direction with respect to it. The temperature rise of 2-3eC obtained as a melt is thus due to the input power and the distance of the burner from the surface of the melt and its direction with respect to it. In this connection, it is important that the heating device is arranged so that it has the highest possible temperature already at the time of start-up, in order to obtain efficient background radiation. The attached diagram shows the temperature rise per minute in the melt as a function of burner power. The upper curve represents a burner distance of 50 cm and the lower part of the curve a distance of 60 cm. The curves show that e.g.

90 kW/tonni teholla saadaan 50 cm:n etäisyydellä noin +0,3°C/min lämpötilan nousu sulatteessa, kun taas 60 cm:n etäisyydellä saadaan noin -0,6eC/min lämpötilan laskeminen.At a power of 90 kW / ton, a temperature rise of about + 0.3 ° C / min in the melt is obtained at a distance of 50 cm, while at a distance of 60 cm a temperature drop of about -0.6eC / min is obtained.

Sulatteen lämmittämisen yhteydessä valusangossa on tärkeätä, että polttimen liekillä on mahdollisimman pieni kemiallinen vaikutus sulatteeseen. Osoittautuu tällöin, että sulatteeseen sisältyvät alkuaineet hapettuvat luonnollisella taval- 4 81282 la. Ne alkuaineet, joilla on suurin affiniteetti happeen, hapettuvat ensin, ja kun tämä osuus on täysin hävinnyt, alkaa seuraavan alkuaineen hapettuminen jne. Tulokset vedyn pitoisuutta mitattaessa osoittavat, että polttimen käyttö ei aiheuta muutosta tutkituilla liekin koostumuksilla.When heating the melt in the ladle, it is important that the burner flame has as little chemical effect on the melt as possible. It then turns out that the elements contained in the melt are oxidized in a natural way. The elements with the highest affinity for oxygen are oxidized first, and when this proportion is completely lost, the oxidation of the next element begins, etc. The results when measuring the hydrogen content show that the use of a burner does not cause a change in the flame compositions studied.

IlIl

Claims

A lid intended to be applied to a ladle, the inside of the lid being provided with a heat-resistant material and wherein the lid is provided with at least one burner for liquid or gaseous fuel and oxygen and at least one oxygen lance for heating the melt in the ladle, the lid being formed with burner means (10, 11 and 12, 13) for the burner by which the burner is partly axially displaceable in relation to the surface of the melt bath and partly rotatably arranged in relation to the vertical of the burner, characterized in that the lid is provided with insertion words ( 16, 17), in which said oxygen lances are provided, whereby oxygen is supplied to the space between the lid and the surface of the melt bath, whereby oxygen is supplied to the lid and a portion is added to burners and the remainder is added to the gas. under the lid, and the inner diameter of the lid ä is so much smaller than the inside diameter of the ladle that a shield from the burner position of the ladle wall between the lid and the surface of the melt bath is obtained.

2. A lid according to claim 1, characterized in that a cylinder (15) of heat-resistant material, ceramic or water-cooled, is provided, the cylinder having an axial extension which essentially covers the pouring wall between the lid and the surface of the melt bath.

A lid according to claim 1, characterized in that the guiding means (16, 17) are arranged horizontally, ie parallel to the surface of the melt bath and are rotatably arranged in the horizontal plane in relation to the radius of the lid in the pivot point within the angular range 10-80 °. Il