HU195257B

HU195257B - Process for cooling oxygen-blowing tuyeres fitted with one jacket at least, during the treatment of pig iron or steel with oxygen

Info

Publication number: HU195257B
Application number: HU864614A
Authority: HU
Inventors: Eckehard Forster
Original assignee: Hamburger Stahlwerke Gmbh
Priority date: 1985-11-27
Filing date: 1986-11-05
Publication date: 1988-04-28
Also published as: DE3541909C1; KR870005102A; AU6466386A; JPS62196315A; CS861586A2; CS262680B2; EP0223991A1; DD250722A5; FI864322A0; FI864322A; PL262478A1; JPH0137447B2; CN86107834A; HUT43650A; ZA867898B; BR8605740A

Description

A találmány tárgya eljárás legalább egy hűtőköpennyel ellátott oxigént befúvó fúvókák hűtésére nyersvas vagy acél oxigénes kezelésénél fenékbefúvásos konverterben, Siemens-Martin kemencében, elektrokemencében vagy más fémkohászati edényben, amikor a hűtőköpenyen hűtőfolyadékot vezetnek keresztül és az oxigént befúvó fúvókát 600°C alatti hőmérsékleten tartják.The present invention relates to a process for cooling at least one oxygen blowing nozzle provided with a cooling jacket for oxygen treatment of a pig iron or steel in a bottom blast converter, a Siemens-Martin furnace, an electric furnace or other metallurgical vessel by passing coolant through the cooling jacket and

A nyersvas vagy acél oxigénes kezelésével kapcsolatban történelmi visszapillantásként az alábbiakat jegyezzük meg.The following is a historical look at the oxygen treatment of pig iron or steel.

A folyékony vas, különösen nyersvas vagy acél kezelése oxigénnel az elmúlt időben főként úgy történt, hogy a fémfürdőre oxigént fújtak rá vízzel hütött fúvókákon keresztül, amelyek általában rézből készültek. így kezdődött az oxigénes fémkohászat. Már az oxigénes fémkohászat kezdetekor az oxigén ráfúvása nem volt problémamentes. így már a 30-as években megkísérelték, hogy az oxigént alulról közvetlenül a folyékony vasba vagy acélba fújják be. Ehhez vízzel hűtött fúvókákat alkalmaztak, amelyeket ismét rézből készítettek. Ezek a vízzel hűtött fúvókák azért problematikusak, mert a fúvókák eltörése esetén víz kerül a folyékony olvadékba, ami komoly robbanásokhoz vezet. Ennek a veszélynek a csökkentésére a vizet a fúvókákon keresztül szívták, ami viszont a hűtőteljesítményt csökkentette. Másrészről nyilvánvaló, hogy az oxigén befúvása az olvadékba alulról rendkívül sok előnnyel jár. Az elszéntelenedésnél a szénmonoxid buborékok képzésének feltételei a csíraképződés számára előnyösebbek. A fúvási sebességet növelni lehet. Az ún. kiválás csökkenthető. Nagyon lényeges az is, hogy oxigénhez meszet lehet hozzáadni. A mész metallurgiai hatékonysága különböző okok miatt lényegesen javult.Liquid iron, particularly pig iron or steel, has recently been treated with oxygen mainly by applying oxygen to the metal bath via water-cooled nozzles, usually made of copper. This is how oxygen metallurgy began. From the very beginning of oxygen metallurgy, the blowing of oxygen was not without problems. Thus, as early as the 30s, attempts were made to inject oxygen directly into the liquid iron or steel from below. For this purpose, water-cooled nozzles, again made of copper, were used. These water-cooled nozzles are problematic because when the nozzles break, water enters the liquid melt, leading to serious explosions. To reduce this risk, water was drawn in through the nozzles, which in turn reduced the cooling capacity. On the other hand, it is obvious that blowing oxygen into the melt from the bottom offers enormous benefits. The conditions for the formation of carbon monoxide bubbles during carbonization are more favorable for germination. The blowing speed can be increased. The so-called. precipitation can be reduced. It is also very important that lime can be added to oxygen. The metallurgical efficiency of lime has significantly improved for various reasons.

Javasolták már azt is, hogy Siemens-Martin kemencéknél is alulról fújják be az oxigént az olvadékba. Ennél a megoldásnál gázzal hűtött fúvókákkal dolgoznak. Két koncentrikus cső esetében a belső csövön át az oxigént vezetik az olvadékba és a külső csövön át a hűtőgázt, pl. földgázt. Ezeket az eljárásokat a konverterekre is átvitték. Ily módon az ócskavasat, fémhulladékot is be lehet olvasztani szénnel és oxigénnel. Azonban ezeknek az eljárásoknak sok hátránya van. A földgázzal való hűtésnél az olvadék hidrogént vesz fel, ami a legtöbb acélfajtánál nagyon káros és vagy vákuumos gáztalanítással vagy argonnal való átöblítéssel kell azt eltávolítani. A földgáz alkalmazása nagy járulékos költséget jelent. Ezenfelül a befúvó fúvókák ellenőrizetlenül égnek le, ami a fémkohászati edény kilyukadásához vezet.It has also been suggested that oxygen from Siemens-Martin furnaces be injected from below into the melt. In this solution they work with gas-cooled nozzles. In the case of two concentric tubes, oxygen is introduced into the melt through the inner tube and coolant gas through the outer tube, e.g. of natural gas. These procedures were also transferred to the converters. In this way, scrap and metal scrap can also be smelted with carbon and oxygen. However, these procedures have many disadvantages. When cooling with natural gas, the melt absorbs hydrogen, which is very harmful to most steel grades and must be removed either by vacuum degassing or purging with argon. The use of natural gas is a major additional cost. In addition, the supply nozzles burn uncontrollably, leading to the opening of the metallurgical vessel.

A gyakorlatban ismert eljárásoknál a hűtőfolyadék víz, amikor is a leírt hiányosságok lépnek fel. A hűtővizet nem körfolyamatban, hőcserélőn keresztül vezetik, hanem egy 2 tárolóból vagy a hálózatból veszik és a szennyvízhálózatba vezetik el:In the prior art, the coolant is water, whereby the described shortcomings occur. The cooling water is not circulated through a heat exchanger but is taken from a storage or network 2 and discharged to the sewage network:

A találmány feladata, hogy a fentiekben vázolt eljárást úgy valósítsa meg, hogy ha a hűtőfolyadék az egyik fúvóka eltörése esetén a folyékony fémbe hatol, ne jöjjön létre robbanás és azonkívül kielégítő hütőhatást biztosítson.It is an object of the present invention to provide the above process in such a way that if the coolant penetrates into the liquid metal in the event of a nozzle being broken, no explosion is produced and, in addition, a satisfactory cooling effect is obtained.

Ezt a feladatot a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy hűtőfolyadékként folyékony fémet alkalmazunk és ezt az oxigént befúvó fúvóka által felvett meleg elvezetésére körfolyamatban, hőcserélőn keresztül keringtetjük.According to the invention, this object is solved by using a liquid metal as a coolant and circulating it through a heat exchanger to heat the heat drawn by the oxygen injection nozzle.

Előnyösen 600°C feletti forráspontú folyékony fémet alkalmazunk.Preferably, a liquid metal having a boiling point above 600 ° C is used.

A hűtőközegként alkalmazott folyékony fém lehet nátrium és kálium vagy azok ötvözetei, vagy lítium vagy lítium-ólom Ötvözete, amikor is a hőmérséklet a hűtőköpenybe való belépésnél —10°C és 600°C között van. A hűtés azonban elvégezhető fémolvadékkal is, amelynek hőmérséklete a hűtőköpenybe való belépésnél 400°C vagy annál nagyobb.The liquid metal used as the refrigerant may be sodium and potassium or their alloys, or an alloy of lithium or lithium, wherein the temperature when entering the refrigerant jacket is between -10 ° C and 600 ° C. However, the cooling may also be carried out with a metal melt having a temperature of 400 ° C or more when entering the cooling jacket.

A keringtetéshez szivattyúval kell dolgozni. Mivel, ha hűtőközegként folyékony fémet alkalmazunk, akkor a fúvóka törése esetén keletkező nyomáshullámok nem vezetnek az acélolvadék robbanásszerű kidobásához, nem kell a folyékony fémet az oxigénfúvóka hűtőköpenyén egyszerre átszívni. Sokkal inkább fennáll annak lehetősége, hogy a folyékony fémet a hütőköpenyen átnyomjuk. Ez egy nagyobb tömegáramot és ezáltal intenzívebb hűtést tesz lehetővé.Circulation requires the use of a pump. Since when using a liquid metal as a refrigerant, the pressure waves generated when the nozzle breaks do not lead to an explosive ejection of the steel melt, it is not necessary to simultaneously suck the liquid metal through the oxygen nozzle cooling jacket. Rather, it is possible to push the liquid metal through the cooling jacket. This allows for a higher mass flow rate and thus more intensive cooling.

A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amely a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakját tünteti fel. A rajzon egy konverter látható, amelybe a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas oxigént befúvó fúvóka van beépítve.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, which illustrates an exemplary embodiment of the present invention. The drawing shows a converter incorporating an oxygen injection nozzle suitable for carrying out the process of the present invention.

Az ábrán látható 1 konverter szokásos kialakítású és szokásos béléssel van ellátva. Az 1 konverterben 2 fémfürdő és a 3 salakréteg van. Az 1 konverter 4 fenekébe oxigént befúvó 5 fúvóka van beépítve, amely 6 hűtőköpennyel van ellátva.The converter 1 shown in the figure has a conventional design and a conventional lining. The converter 1 has a metal bath 2 and a slag layer 3. An oxygen supply nozzle 5 is provided in the bottom 4 of the converter 1 and is provided with a cooling jacket 6.

Az oxigén befúvása, amelyhez egy másik gáz vagy az olvadékhoz szükséges kezelőanyag adagolható, úgy történik, hogy a salaktükör fölött az emulált salakból és fémolvadékból 7 „szökőkút** képződik. A hűtőfolyadék, amelyet az 5 fúvóka 6 hűtőköpenyébe vezetünk be, folyékony fém, amelyet körfolyamatban a 8 hőcserélőn keresztül keringtetünk. A 9 szivattyú az ábrázolt kivitelnél nyomószivattyú, lehet azonban szívó szivattyú is. A 8 hőcserélő úgy van kialakítva, hogy abban az 5 fúvókák által felvett hő elvezetődjék. A 8 hőcserélőben a hőt elvezető hőhordozó pl. víz, amelyet a 10 helyen vezetünk be és a 11 helyen vezetünk el.The supply of oxygen to which another gas or treatment agent for the melt can be added is effected by forming a 7 "fountain ** of emulsified slag and molten metal over the slag mirror. The coolant introduced into the cooling jacket 6 of the nozzle 5 is a liquid metal that is circulated through the heat exchanger 8. The pump 9 in the embodiment shown is a pressure pump, but may also be a suction pump. The heat exchanger 8 is configured to discharge heat absorbed by the nozzles 5 therein. In the heat exchanger 8, the heat dissipating heat carrier is e.g. water introduced at position 10 and conducted at position 11.

A fém-körfolyamatot célszerűen olyan magasságban helyezzük el, hogy a folyékony fém nyomása a fúvókában a fém fürdőnekThe metal cycle is preferably positioned at a height such that the pressure of the liquid metal in the nozzle is

-2195257 a íúvókára kifejtett hidrosztatikus nyomása alatt vagy kissé a fölött legyen.-2195257 should be below or slightly above the hydrostatic pressure on the nozzle.

Claims

A method for cooling at least one oxygen inlet nozzle with a cooling jacket for oxygen treatment of a pig iron or steel in a bottom blow converter, a Siemens-Martin furnace, an electric furnace or other metallurgical vessel by passing coolant through a coolant and maintaining the Liquid metal is used as the coolant and is circulated through a heat exchanger (8) to heat the oxygen drawn up by the nozzle (5).

2. A process according to claim 1, wherein the coolant is a liquid metal having a boiling point above 600 ° C.

The process according to claim 2, wherein the liquid metal is sodium or potassium and / or alloys thereof.

The process according to claim 2, wherein the liquid metal is lithium

10 or lithium-lead alloy.

Process according to claim 1, characterized in that the cooling is carried out by means of a hot melt metal melt which has a temperature of 400 ° C or more when it enters the cooling jacket (6).

6. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the liquid metal is fed by a pump (9) through the cooling jacket (6).