HU180460B - Device for spouting respectively filling the tapping hole of siemens-martin furnaces and method for steelmaking carried out in such furnace - Google Patents

Description

Ózdi Kohászati Üzemek, Özd

Berendezés Siemens-Martin kemencék csapoló-nyílásának nyitására, illetve zárására és eljárás ilyen kemencében végzett acélgyártásra

A találmány tárgya berendezés Siemens—Martin kemencék csapolónyílásának nyitására, illetve zárására, és eljárás ilyen zárószerkezettel ellátott kemencékben történő acélgyártásra, amelynek során az előzetesen elkészített betétet a kemence munkaterébe rakjuk, beolvasztjuk, majd frissítést, dezoxidálást és ötvözést végzünk, végül a kész acélt üstökbe csapoljuk.

Ismeretes, hogy a Siemens-Martin kemencék csapolónyílása jelenleg a kemence hátsó falában, a fenék szintjén van kiképezve. A csapolónyílás tulajdonképpen egy 120—140 mm átmérőjű téglaboltozatú csatorna, amelynek hossza mintegy 1200—1600 mm. A hagyományos technológia szerint a csapolónyílást minden egyes betétadag berakása előtt be kell zárni, a kész adag lecsapolásakor pedig ki kell bontani. A csapolónyílást csapolás közben elzárni nem lehet, ez a művelet csak akkor végezhető el, amikor az acél és a salak teljes egészében kifolyt a kemencéből.

Az acél és salak teljes lefolyása után a csapolónyílás belső faláról az acél- és salaktapadványokat kaparószerszámmal, feszítőrúddal ·— szükség esetén vascsövön keresztül befújt oxigénnel — el kell távolítani. Ezután a nyílás belső végére néhány lapát zsugorított magnezitszemcsét kell dobni — a középső ajtón keresztül —, az esetleges salakcsorgás megállapítására. A salakcsorgás megállása után a csapolónyílást

0460 az öntőcsarnoki végéről bedobált zsugorított magnezitszemcsével szorosan be kell döngölni. Bedöngölés után a nyílás külső végét néhány cm vastagságban sűrű tűzálló masszával le kell ta5 pasztani, a záróanyag kipergésének megakadályozására. Záróanyagként olyan szemcsézett tűzálló anyagot alkalmazunk, mely az adott hőmérsékleten nem lágyul meg, nem sül össze. Ez általában zsugorított magnezitszemcse, melynek 10 20%-a por alakú, 80%-a 5—100 mm átmérőjű.

Csapolás előtt a csapolónyílás külső végéről a masszát el kell távolítani, majd a bédöngölt záróanyagot a nyílásból speciális szerszám segítségével kell kikaparni. A művelet általában 15 5—15 percig tart, előfordul azonban, hogy a túlságosan szorosan bedöngölt záróanyagot csak nehéz fizikai munkával lehet fellazítani. Ehhez kihegyezett vasrudakat használnak fel. Az acéllal érintkező belső részen kialakult, 5—10 cm 20 vastagságú összesült kérget általában csak vascsövön át befújt oxigén segítségével lehet áttörni.

Ha a záróanyag eltávolítása nem történik simán, a csapolás ideje eltolódik. Ez az eltolódás 10—25 percet is elérhet, és azt eredményezi, 25 hogy az adag összetétele megváltozik a tervezetthez képest, vagy esetleg selejtté válik.

További hátrány, hogy mind a nyitás, mind a zárás rendkívül nehéz fizikai munkát igényel, amelynek tökéletes elsajátításához hosszabb gya30 korlat szükséges. A munkát igen figyelmesen kell végezni, ellenkező esetben az acél idő előtt kitörhet a kemencéből.

Csapolás közben a csapolónyílást nem lehet elzárni. sem a salakot, sem az acélt vagy annaik egy részét nem lehet a kemencében visszatartani.

Hátránya a hagyományos megoldásnak az is, hogy a nyitás időszükséglete változó, így az adag vegyi összetételét igen nehéz pontosan megtartani.

A jelen találmánnyal a fenti hátrányok kiküszöbölése a célunk, és olyan megoldás kidolgozása, amellyel lehetővé válik az acélgyártással kapcsolatos munkák egyik legnehezebb részének megszüntetése, illetve gépesítése. Célunk továbbá a Siemens-Martin kemencék végsalakjának hasznosítása, és ezzel a gyártás gazdaságosságának fokozása. A végsalak ugyanis értékes alkotókat (például vasat, vagy szabad kalciumoxidot) tartalmaz, és az olvadt salakimennyiség hőtartalma is igen jelentős.

A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a Siemens-Martin kemencék csapolónyílásának geometriai tengelyére merőlegesen mozgatható tűzálló zárókőből, a zárókövet befogadó és megvezető túlnyomásos kamrából és a zárókövet mozgató egységből álló berendezést alakítottunk ki.

A zárókövet befogadó és megvezető túlnyomásos kamra a kemence hátsó falába, a csapolónyílás magasságában, tehát a fémfürdőhöz közel beépített szekrény alakú hegesztett acéltartály, amelyben a nyomás az olvadék ferrosztatikus nyomásánál legalább 0,3 atmoszférával nagyobb. Ennek létrehozására a kamra sűrített levegő-vezetékkel van összekapcsolva. A sűrített levegőn kívül a kamrába gáz és/vagy por alakú ötvöző-, illetve kéntelenítő anyagokat lehet bevezetni.

A zárókő előnyösen nagy magnéziumoxidtartalmú tűzálló téglából van és lazán, 2—12 mm-es résekkel van á kamrába illesztve. Mozgatását hidraulikus vagy elektromos mozgatóegység végzi.

Az így kialakított Siemens—Martin kemencékben a találmány szerint az acélgyártás úgy végezhető, hogy a csapolás során a kemenoében levő salakot visszatartjuk és a következő adag gyártásánál ismét felhasználjuk. Bizonyos esetekben a kemencében levő acél egy részét is vissza lehet tartani.

A találmány szerinti megoldás számos előnyt biztosít a hagyományos berendezésekhez, illetve technológiákhoz képest:

Elkerülhetővé teszi a csapolónyílás bedöngöléséhez, illetve kibontásához szükséges nehéz és veszélyes fizikai munkát.

Lehetővé teszi a gyártási technológia kedvező módosítását, azaz az .acél gyorsabb, biztonságosabb és pontosabb előállítását. Erre az ad módot, hogy — a folyékony salak értékes fizikai és kémiai alkotóit részben vagy teljesen hasznosítani, lehet (a végsalalk felhasználható a következő adag beolvadási salakjának);

— a berendezés lehetővé teszi a gáz- és poralakú anyagok fürdőbe való bejuttatását, miáltal az ötvözés és kéntelenítés válik kedvezőbbé ;

— a kamrába befújt levegő a fürdő ferrosztatikus nyomását meghaladó nyomással bejut a fürdőbe, annak keverését elősegíti, ezáltal a metallurgiai folyamat gyorsabbá válik.

A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti záró-, illetve nyitószerkezettel ellátott Siemens—Martin kemence hátsó részének vízszintes metszete.

Az ábrán látható, hogy az 1 kemenceteret határoló 2 kemencefalba vízszintesen vagy közel vízszintesen van a találmány szerinti zárószerkezet beépítve. A 3 csapolónyílást 4 zárókő zárja el az ábrán látható helyzetben. A 4 zárókövet a 6 mozgatóelem az 5 kamrában mozgatja. A 6 mozgatóelem hidraulikus vagy elektromos mozgatóegységhez van csatlakoztatva. A 4 zárókő az 5 kamrába lazán van illesztve, így közöttük 7 rések vannak. Ezek nagysága 2 és 12 cm között lehet. A 7 réseken át kiáramló sűrített levegő akadályozza meg, hogy az 1 kemencetérben levő fémolvadék az 5 kamrába jusson.

A sűrített levegő az 5 kamrába a 8 csővezetéken át jut. A 8 csővezeték a 10 levegővezetékkel van összekapcsolva, ez pedig valamilyen ismert sűrített levegő-forráshoz csatlakozik.

A 8 csővezetékhez 9 ágvezeték kapcsolódik, amelyen át por és/vagy gáz alakú ötvöző- vagy kéntelenítőanyagokat lehet az 5 kamrába juttatni. Ezek az anyagok a 10 levegővezetéken át beáramló sűrített levegővel együtt áramlanak az 5 kamrába és onnan a 7 réseken keresztül az 1 kemencetérbe. A sűrített levegő, illetve a kezelőanyagok kiáramlását a 3 csapolónyílásba kívülről behelyezett 11 dugó akadályozza meg.

Bizonyos esetekben célszerű a 4 zárókövön vagy zárókőben járatokat kialakítani, a kezelőanyagok beáramlásának elősegítése érdekében. A kemencetérbe befújt gáz vagy por alakú anyagok kedvezőbbé teszik az ötvözés és kéntelenítés lefolyását.

A nyitást (a folyékony acél és salak leeresztését az SM kemencéből) a 4 zárókőnek a 3 csapolónyílásból való kihúzásával lehet elvégezni, ami kb. 20 cm-es vízszintes irányú mozgatást igényel. Ez a nyitó művelet gépesítést jelent és kiküszöböli a kézi nehéz és veszélyes munkát, tűzállófalazat-vésést, illetve bontást. A 4 zárókő vízszintesen, a 3 csapoló nyílás hossztengelyével közel 90°-os szögben mozgatható és a 4 zárókő illeszkedése a 3 csapolónyílásba kb. 35 cm-re van az 1 kemencetér belső vonalától.

A bemutatott kialakítással lényegesen megváltoztatható az acélgyártás technológiája is. A berendezés biztosítja a zárást a teljes adagidő alatt és lehetővé teszi, hogy a leeresztendő folyé kony salak, illetve fém tetszőleges mennyiségét a kemencében visszatartsuk és a gyártás során tovább hasznosítsuk. Ennek megfelelően csökken a gyártási idő, pontosabban betarthatók az előírt összetételek és növekszik az eljárás hatékonysága.

Ennek illusztrálására példaként bemutatjuk egy adott adag jellemző paramétereit a hagyományos és a találmány szerinti acélgyártással.

összehasonlító értékek egy adagra vonatkoztatva

	Hagyományos gyártásnál	Talál- mány szerinti gyártásnál
a) A betét összetétele
Hulladék, tonna	40	40
Nyersvas, tonna	65	65
Mészkő, tonna	12	6
Lecsapolt acél, tonna	92	93
b) Időértékek, percben
Csapónyílás-kibontás	10	—
Acélkifolyás	10	10

Csapolónyílás bedöngölése 15*

Adagiközi javítás	30	30
Berakás	50	40

Beolvadási idő a berakás

végétől	170	140
Kikészítési idő beolvadástól	45	40
Adagidő	315	26

Megjegyzés: A csapolónyílás bedöngölése (x-el jelölt 15 perc) az adagközi javítással párhuzamosan történik, ezért az adagidőben külön nem kell figyelembe venni.

A bemutatott példából látható, hogy a találmány alkalmazásával a felhasznált adalékanyagok mennyisége csökken, ugyanakkor a lecsapolt mennyiség növekszik, és az adagidő jelentős mértékben rövidül. Ezen túlmenően, mint már mondottuk, megszüntethető a csapolónyílás betömésének és a tömítőanyag kivésének nehéz fizikai művelete és gépesíthető, egyszerű művelettel helyettesíthető a tűzálló falazat vésése, illetve bontása.

A kamrába a fémolvadék ferrosztatikus nyomásánál nagyobb nyomással befújt levegő bejut a fémfürdőbe, és annak keveredését elősegíti, így a metallurgiai folyamatok hatékonyabban lejátszódnak.

A kemencében visszatartott folyékony salak értékes fizikai és kémiai alkotóit, illetve hőtartalmát részben vagy teljesen hasznosítani lehet, és az acélgyártás ideje is lerövidül.

Hatékonyabbá válik az acélgyártás az elmondottakon kívül azáltal is, hogy a csapolónyíláson át bejuttathatok az ötvözéshez és kéntelenítéshez felhasználandó kezelőanyagok a fémfürdőbe.

összefoglalva tehát: a találmány szerinti eljárás és berendezés egyszerűbbé és hatékonyabbá teszi a Siemens—Martin-kemencében végzett acélgyártást, és kiküszöböli a technológia legnehezebb és legveszélyesebb fizikai munkát igénylő részeit.

Claims (13)

1. Berendezés Siemens—Martin-kemencék csapolónyílásának nyitására, illetve zárására, azzal jellemezve, hogy a csapolónyílás (3) geometriai tengelyére merőlegesen mozgatható tűzálló zárókőből (4), a zárókövet (4) befogadó és megvezető túlnyomásos kamrából (5) és a zárókövet (4) mozgató egységből áll.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a kamra (5) a kemence hátsó falába a csapolónyílás (3) magasságában beépített szekrény alakú hegesztett acéltartály.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a túlnyomás a fémolvadék ferrosztatikus nyomásánál legalább 0,3 atmoszférával nagyobb.

4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal je 11 e m e z v e, hogy a kamra (5) sűrített levegő vezetékkel (10) van összekapcsolva.

5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal j ellem ez ve, hogy a kamra (5) gáz és/vagy por alakú ötvöző-, illetve kéntelenítőanyag-vezetékkel (9) van összekapcsolva.

6. A 4. vagy 5. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal j ellemezve, hogy az ötvöző-, illetve kéntelenítőanyag-vezeték (9) a sűrített levegő-vezetékkel (10) van összekapcsolva.

7. Az 1—6. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a zárókő (4) anyaga nagy magnéziumoxid tartalmú tűzálló tégla.

8. Az 1—7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a zárókő (4) a kamrában (5) lazán, 2—12 mm-es résekkel van illesztve.

9. Az 1—8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal j e 1 lem ez ve, hogy a zárókő (4) hidraulikus vagy elektromos mozgatóegységgel van összekapcsolva.

10. Eljárás acél gyártására csapolónyílást záró, illetve nyitó berendezéssel ellátott Siemens— Martin-kemencében, amelynek során az előzetesen elkészített betétet a kemence munkaterébe rakjuk, beolvasztjuk, majd frissítést, dezoxidálást és ötvözést végzünk, végül a kész acélt üstökbe csapoljuk, azzal jellemezve, hogy a csapolás során a kemencében lévő salakot visz-

-3szatartjuk, és a következő adag gyártásánál ismét felhasználjuk.

11. A 10. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a kemencében lévő acél egy részét is visszatartjuk.

12. A 10. vagy 11. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a gyártás során a csapolónyíláson keresztül'levegőt fúvatnak a kemencetérbe.

13. A 10—12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal j ellem e z5 ve, hogy a csapolónyíláson keresztül por és/vagy gáz alakú ötvöző, illetve kéntelenítő anyagokat fúvatunk a kemencetérbe.