NL8000143A

NL8000143A - Inrichting voor het scheiden van slak van een gesmolten bad.

Info

Publication number: NL8000143A
Application number: NL8000143A
Authority: NL
Original assignee: Kawasaki Steel Co
Priority date: 1979-01-11
Filing date: 1980-01-10
Publication date: 1980-07-15
Also published as: DE3000730C2; DE3000730A1; NL181141B; SE434187B; GB2039349A; GB2039349B; US4274622A; NL181141C; FR2446458B1; AT385052B; JPS5594430A; FR2446458A1; SE7910571L; JPS5654366B2; ATA11180A

Description

-1- 210 90/CV/tl 4 *

Aanvrager: Kawasaki Steel Corporation, te Kobe City, Japan.

Korte Aanduiding: Inrichting voor het scheiden van slak van een gesmolten bad.

5

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het scheiden van slak van een gesmolten bad,dat moet worden afgevoerd uit een houder zoals bijvoorbeeld een convertor, gietpan of dergelijke.

Bij het afvoeren van een gesmolten bad uit een houder,bijvoorbeeld 10 een convertor,gietpan of dergelijke,die bestemd is voor het bevatten van gesmolten metalen of legering met daarop drijvende slak,die het vrije oppervlak van het gesmolten bad bedekt wordt,in het bijzonder bij het einde van de afvoer, de slak vaak vermengd met het gesmolten materiaal.

In het algemeen is het moeilijk een vermenging van de slak in het gesmol-15 ten bad te voorkomen.

Zo wordt bijvoorbeeld in een convertor,indien de afvoerΛβη het gesmolten staal bijna heeindigd is,een stroom van gesmolten staal naar de rand van een het metaal opnemende gietpan gedrongen. Onder dergelijke omstandigheden wordt,indien een stroom van slak in de het materiaal opne-20 mende gietpan wordt waargenomen,de convertor teruggekeerd naar zijn oorspronkelijke verticale stand en wordt de slak uit de gietpan verwijderd.

Bij een dergelijke handeling is het vermengen van slak in het gesmolten staal ook onvermijdbaar.

Het is dan ook voorgesteld om een bolvormig vuurvast lichaam te 25 gebruiken met een bepaald soortelijk gewicht dat is gelegen tussen het soortelijk gewicht van gesmolten staal en dat van de slak en dat in het gesmolten staalbad zal drijven en zo de stroom van gesmolten staal bij het einde van de afvoer zal vergezellen voor het afsluiten van het afvoergat van het gesmolten staal. De toepassing van een dergelijke maatregel is 30 echter in de praktijk niet betrouwbaar en waarborgt niet de gewenste volledige afsluiting van het afvoergat voor het gesmolten staal.

Tijdens het afvoeren van het gesmolten staal uit de convertor kan de convertor worden teruggevoerd naar zijn oorspronkelijke verticale stand waarbij gesmolten staal in de convertor blijft of het gesmolten staal kan 35 worden afgevoerd uit een gietpan met behulp van een stopstaaf of schuif-mondstuk zodanig dat gesmolten staal in de gietpan achterblijft.

80ΰ 0 1 43 'Λ -2- 21090/CV/tl

Het gebruik van dergelijke maatregelen geeft echter een aanzienlijke afname in de opbrengst.

Bovendien veroorzaakt vermenging van slak in het gesmolten bad een afname van de opbrengst van legeringen of aan het gesmolten bad toe te 5 voeren ijzerlegeringen tijdens de afvoer terwijl ook het vuurvaste materiaal van de gietpan wordt beschadigd. Bovendien verslechtert in het geval van de vervaardiging van een gietbaar de in het gesmolten bad vermengde slak de kwaliteit van de stalen gietbaar aanzienlijk.

Het is dan ook een oogmerk van de uitvinding een inrichting te ver-10 krijgen voor het scheiden van slak uit het gesmolten bad welke inrichting een eenvoudige constructie heeft en de slak op betrouwbare wijze van het gesmolten staal kan scheiden.

Een kenmerk van de uitvinding is het voorzien in een inrichting voor het scheiden van slak uit een gesmolten bad voorzien van een houder voor 15 het opnemen van het uit een gesmolten metaal of legering bestaand bad waarop het vrije oppervlak van het bad afdekkende slak drijft,en een kronkelend verlopende afvoerdoortocht voor het gesmolten bad,welke in verbinding staat met de houder en is gelegen in een een hoek met een horizontaal vlak insluitend vlak indien de houder wordt gebracht in de stand voor het 20 afvoeren van het gesmolten bad,waarbij de kronkelend verlopende afvoerdoortocht zodanig is gevormd en opgesteld,dat de statische druk van dat deel van het gesmolten bad dat achterblijft in de afvoerdoortocht voor het gesmolten bad nadat het gesmolten bad uit de houder is afgevoerd in evenwicht wordt gehouden met de statische druk van de slak welke de stroom 25 van het gesmolten bad volgt waardoor afvoer van de slak uit de kronkelend verlopende afvoerdoortocht wordt verhinderd.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van enige in bijgaande figuren schematisch weergegeven uitvoeringsvoorbeel-den van de constructie volgens de uitvinding.

30 Fig. 1 toont in dwarsdoorsnede een deel van een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding voor het scheiden van slak van het gesmolten bad voor een convertor volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont een aanzicht op het in fig.l afgebeelde afvoergat.

Fig. 3 toont een doorsnede over fig.l,gezien volgens de lijn A - A 35 in fig.l.

Fig. 4 toont een doorsnede over een in fig.l afgebeelde de richting 80 0 0 1 43 -3- 21090/CV/tl wijzigende steen.

Fig. 4 b toont een doorsnede over fig.4 a gezien volgens de lijn B - B in fig.4a.

Fig. 4 c is een aanzicht op de in fig.4 a afgebeelde steen.

5 Fig.5 a toont een dwarsdoorsnede over een in fig.l afgebeelde de richting omkerende steen.

Fig. 5 b toont een bovenaanzicht op fig 5a.

Fig. 6 toont schematisch het in fig.l afgebeelde uitvoeringsvoor-beeld van de uitvinding voor het uieenzetten van het principe van het 10 scheiden van de slak van het gesmolten staal.

Fig. 7a en 7b tonen schematisch verdere uitvoeringsvoorbeelden van de constructie volgens de uitvinding.

Bij de huidige uitvinding is onderkend,dat er een verschil is tussen het soortelijk gewicht van de slak en het soortelijk gewicht van het 15 gesmolten bad en er is voorzien in een inrichting voor het scheiden van de slak van het gesmolten bad,welke inrichting kan voorkomen, dat bij het einde van de stroming van het gesmolten bad tijdens het afvoeren uit een houder de slak mee wordt afgevoerd en wel door middel van een statische druk bij de afloop van de stroming van het gesmolten bad.

20 In de beschrijving zal onder houder voor het gesmolten bad niet slechts worden verstaan een ovenlichaam voor het smelten of raffineren van metalen,legeringen of dergelijke,ijiaar ook een gebruikelijke houder voor een gesmolten bad zoals bijvoorbeeld gebruikt voor het vervaardigen van gietbare*}>of andere typen gietpannen en dergelijke.

25 Fig.l toont een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting voor het scheiden van de slak van het gesmolten bad voor een convertor volgens de uitvinding.

In fig.l is het deel van het ovenlichaam 1 van de convertor weergegeven,dat is gelegen bij het afvoergedeelte voor het gesmolten bad.

30 Hiertoe is een afvoeropening 2 aangebracht en een inrichting 3 voor het scheiden van de slak van het gesmolten bad,waarbij deze inrichting losneembaar is bevestigd aan de afvoeropening 2.

Het ovenlichaam is gebruikelijk nabij een schoudergedeelte voorzien van de afvoeropening 2 voor het gesmolten bad,welke afvoeropening 35 naar beneden is gericht indien het ovenlichaam 1 in de in fig.lafgebeelde stand voor het afvoeren van het gesmolten bad wordt gebracht. Daarbij is 800 0 1 43 Λ Μ -4- 21090/CV/tl de inrichting verder voorzien van inwendige bekledingsstenen 4,een ge-leidingssteen 5 voor het gesmolten bad,een gietbaar vuurvast materiaal 6 en een ijzeren afdekplaat 7. De binnenbekleding 4 is met dat deel,dat is gericht naar het hart van de afvoeropening 2 voor het gesmolten bad,voor-5 zien van een uitsparing 8. De geleidingssteen 5 voor het gesmolten bad eindigt bij de uitsparing 8 en is opgebouwd uit op elkaar gestapelde vierkante stenen,die ieder zijn voorzien van een cirkelvormig gat.Tussen de geleidingsbekleding 5 en de binnenbekleding 4 zijn in een bepaalde vorm gebrachte stenen 4',die de geleidingsbekleding 5 omgeven,opgesloten. De stenen 4' dienen voor het stevig hechten van de geleidingsbekleding 5 voor het gesmolten bad aan de binnenbekleding 4.

Het verdient de voorkeur,dat een gat van de geleidingsbekleding 5 voor het gesmolten bad is afgebogen naar de basiszijde van de oven,dat wil zeggen de zijde van het ovenlichaam 1,welke tegenover de ovenopening £5 is gelegen,terwijl de dikte t^ van de geleidingsbekleding 5 gelegen aan de zijde van de ovenopening groter is gemaakt dan de dikte t£ gelegen aan de kant van de basiszijde van de oven,waardoor wordt verkregen,dat de geleidingsbekleding 5 goed bestendig is tegen corrosie en zodoende een lange levensduur heeft doordat het door het gesmolten bad wordt getrof-2o fen in de richting van pijl P.

Bij de huidige uitvinding is de ijzeren afdekking 7 aangebracht aan het ondereinde van de afvoeropening 2 voor het gesmolten bad en voorzien van een naar buiten gerichte flens 9. Aan de stalen afdekking 7 is een steun 11 bevestigd voorzien van een pasrand 10,die in lijn is gelegen 25 met de flens 9 en op afstand van de afvoeropening 2 voor het gesmolten bai.

De steun 11 is uitgerust met een rechthoekig stalen afdekgedeelte 12 waarin een hoekvormige ,de stromingsrichting wijzigende bekleding 13 is aangebracht,die in verbinding staat met de afvoeropening 2 voor het gesmolten bad en wordt \astgehouden met biiulp van een gietbaar vuurvast 3q materiaal 6'.

t «

Over de flens 9 en de bevestigingsrand 10 is een doosvormige stalen deksel 14 losneembaar bevestigd met behulp van bouten on moeren. In het doosvormige deksel 14 is de geleidingsbekleding 5,de de richting wijzigende beklaing 13 en een richting wijzigende bekleding 16 ,welke wordt vast-35 gehouden met behulp van een gietbaar vuurvast materiaal 6",aangebracht.

In de fig.4a, 4b en 4c is schematisch de samenstelling van de de 800 0 1 4.: -5- 21090/CV/tl richting wijzigende bekleding 13 weergegeven,terwijl in de fig.5a en 5b schematisch de samenstelling van de de richting orakerende bekleding 16 is weergegeven.

Het zal duidelijk zijn,dat,indien de convertor in de in fig.lveer-5 gegeven stand voor het afvoeren van het gesmolten bad wordt gebracht het gesmolten staal in de oven wordt afgevoerd door de geleidingsbekleding 5 in de afvoerdoortocht 15,welke wordt begrensd door de de richting omkerende bekleding 16 en de de richting wijzigende bekleding 13 naar een niet nader weergegeven gietpan of dergelijke. Het gesmolten staal in de 10 oven heeft daarbij bijvoorbeeld een soortelijk gewicht in de orde van grootte van ongeveer 6,8 terwijl de slak,die op het vrije oppervlak van het gesmolten staal drijft en dit oppervlak afdekt,een soortelijk gewicht van ongeveer 2,5 heeft.

Fig. 6 toont schematisch de in fig.l afgebeelde inrichting volgens 15 de uitvinding. Indien zoals is aangeduid in fig.6 een tussenvlak C tussen het gesmolten staal i en de slak s aankomt op een punt B wordt de stroomsnelheid U van het gesmolten staal gegeven door de formule : U = V 2g&H, 20 waarin Δ H de som is van een ijzerkolom x en een slakkolom (H^- H^- x) waarvan het soortelijk gewiht 2,5 is gecorrigeerd op de basis van het soortelijk gewicht van ijzer 6,8 , dat wil zeggen, 25 Ah* x + (Η, - H-- x ). —- .

1 6,8

Nu wordt H2 - + h bepaald door het in beschouwing nemen van de constructie van het ovenlichaam·Indien h * 2,0 m dan wordt Δ H gegeven door: 30 AH - (2,0 - x ) -^1-'+ x 6,8

Dientengevolge wordt U gegeven door : 35 U * ( 5 + 4,3 x) 80 0 0 1 43 -6- 210 9 O/CV/tl

Indien aangenomen wordt dat de afvoer vin het gesmolten metaal is voltooid indien U= 0, dan 5 + 4,3 x = 0 5 ^

Dat wil zeggen x = "1,2 (m).

Zoals uit het bovenstaande duidelijk zal zijn wordt,indien het tussenvlak C tussen het gesmolten staal en de slak naar beneden wordt bewogen van het punt A naar een punt velke op een afstand van 1,2 m van het punt A is gelegen, de stroomsnelheid van het gesmolten staal nul.

Dientengevolge is het,indien wordt bepaald door de volgende formule: Ηχ ^ |x I = l>2m, 15 mogelijk de selectieve afvoer van het gesmolten metaal,dat is gescheiden van de slak,automatisch te regelen.

In de fysische bespreking worden en H2',afgebeeld in fig.6, gebruikt in plaats van resp. H2< In de praktijk is het echter veili-2Q ger en H2 te gebruiken. Aangezien het gesmolten staal verder een kinetische energie heeft tijdens zijn afvoer is het de veiligste maatregel groter te maken door deze kinetische energie van het gesmolten staal in beschouwing te nemen.

Zoals duidelijk zal zijn uit het bovenstaande is bij de huidige 25 uitvinding de afvoerdoortocht voor het gesmolten bad zodanig gevormd en opgesteld,dat de statische druk van het gesmolten staal in evenwicht wordt gehouden met de statische druk van de slak ten einde te voorkomen, dat de slak achter het gesmolten metaal aanstroomt waardoor de slak selectief van het gesmolten metaal wordt gescheiden.

30 De aanwezigheid van de kronkelende afvoerdoortocht voor het gesmol ten bad maakt het moeilijk Vvet afvoergat voor het gesmolten metaal visueel te inspecteren. Ten einde het afvoergat visueel te kunnen inspecteren kan een inspectiegat 17 zijn aangebracht,zoals met stippellijnen in fig.l is een aangeduid, en het inspectiegat 17 kan worden gesloten met behulp van plug 35 tijdens het afvoeren van het gesmolten staal. Als alternatief kan het inspectiegat 17 groter zijn uitgevoerd en zijn uitgerust met een schuif- 80 0 0 1 43 -7- 21090/CV/tl poort. Een dergelijk groot inspectiegat 17 kan worden geopend voorafgaand aan en gedurende de middelste afvoerfase waarbij het gesmolten staal daardoor kan worden afgevoerd. Bij het einde van de afvoer wordt de schuifpoort gesloten zodat het gesmolten staal wordt afgevoerd door de 5 kronkelende doortocht ten einde het scheiden van de slak van het staal te verkrijgen.

Het dwarsdoorsnedeoppervlic van de U-vormige afvoerdoortocht 15 vior het gesmolten bad kan aanzienlijk groter worden gemaakt dan die van de geleidingsbekleding 5 voor het gesmolten bad en het inlaatgedeelte van 10 de de richting omkerende bekleding 16 enerzijds en kan aanzienlijk groter worden gemaakt dan die van het uitlaatgedeelte van de de richting omkereir de bekleding 16 en de de richting wijzigende bekleding 13 anderzijds waardoor effectiever een menging van de slak in de afvoer van het gesmolten staal wordt voorkomen.

15 De uitvinding is beschreven voor het afvoergat,dat is aangebracht in een convertor. De uitvinding kan ook worden toegepast voor een gietpan, die aan zijn onderwand of zijwand is voorzien van een afvoeropening voor het gesmolten bad,waarbij de opening kan worden geopend of gesloten met behulp van een stopstang, een draaibaar mondstuk of een schuifbaanmondstuk 20 ten einde de afvoer van slak,welke ertoe neigt zich in het gesmolten staal te mengen tijdens de laatste fase van de afvoer,gemakkelijk te voorkomen. In het bijzonder is het mogelijk om een achteruitgang in de kwaliteit van een stalen gietbaar ,die moet worden vervaardigd,ten gevolge van daarin gemengde slak te voorkomen of te voorkomen,dat een continu gegoten giet-25 stuk wordt vermengd met slak waardoor de kwaliteit en de opbrengst van het product wordt verbeterd.

Voor het regelen van het openen en sluiten van de afvoeropening van het gesmolten bad met behulp van een draaibaar of schuifbaar mond1-stuk kan in een gietpan de bovenbeschreven afvoerdoortocht voor het ge-30 smolten bad van het U-vormige opsluittype integraal met het beweegbare mondstuk worden uitgevoerd.

De kronkelende afvoerdoortocht voor het gesmolten bad,die is gelegen in een vlak,dat een hoek insluit met het horizontale vlak in de af-v0erstand van de houder voor het gesmolten bad zal in onderhavige uitvin-35 ding niet alleen de U-vormige doortocht omvatten,maar ook al die doortochten,die zijn aangepast voor het omkeren van de neerwaartse stroming 80 0 0 1 43 -8- 21090/CV/tl van gesmolten staal en slak in een stijgende stroming en de richtings-wijziging in een dwarsrichting en het weer omkeren van de dwarsrichting in de neerwaartse richting. Het ondereinde van de geleidingsbekleding 5 voor het gesmolten bad kan zich bijvoorbeeld uitstrekken in en tot op 5 afstand van de bodem van een uit vuurvast materiaal bestaand komvormig lichaam 17,zoals afgebeeld in fig.7a. In het weergegeven uitvoeringsvoor-beeld stroomt de stijgende stroming van het gesmolten bad over de omtreks-rand van het komvormige lichaam 17,zoals aangeduid met pijl Q in fig.7a. Als alternatief kan de uitsparing 8,welke is aangebracht in de bin-10 nenbekleding 4 groot worden gemaakt,terwijl het boveneinde van de geleidingsbekleding 5 zich omhoog uitstrekt en is afgedekt met een uit vuurvast materiaal vervaardigd klokvormig lichaam 18 zodanig dat het boveneinde van de geleidingsbekleding 5 op afstand is gelegen van de onderzijde van het lichaam 18. (fig.7b).

15 Daarbij zal de stijgende stroming van het gesmolten bad over de omtreksrand van het boveneinde van de geleidingsbekleding 5 stromen,zoals aangeduid met pijl R in fig.7b.

Zoals hierboven reeds vermeld heeft de inrichting voor het scheiden van de slak van het gesmolten bad volgens de uitvinding een aantal voor-20 delen. In de eerste plaats heeft de inrichting een eenvoudige constructie. Tevens kan de inrichting voorkomen,dat de slak zich vermengt met het gesmolten bad. Ten derde kan de inrichting selectieve scheiding en afvoer van het gesmolten bad slechts door zijn eigen geschiktheid regelen. Ten slotte kan de inrichting alle nadelen opheffen,die onvermijdelijk worden 25 ontmoet door het vermengen van de slak in het gesmolten bad.

800 0 1 43

Claims

1. Inrichting voor het scheiden van slak van een gesmolten bad met een houder voor het opnemen van het gesmolten bad,dat is samengesteld uit een gesmolten metaal of legering terwijl op het vrije oppervlak van het gesmolten bad een het vrije oppervlak bedekkende slak drijft,waarbij 5 een kronkelende afvoerdoortocht voor het gesmolten bad met de houder in verbinding staat en is gelegen in een vlak,dat een hoek insluit met de horizontaal indien de houder is gebracht in de afvoerstand voor het gesmolten bad,terwijl de kronkelende doortocht zodanig is gevormd en opgesteld,dat de statische druk van dat deel van het gesmolten bad,dat ver-10 blijft in de afvoerdoortocht nadat het gesmolten bad uit de houder is afgevoerd, in evenwicht wordt gehouden met de statische druk van de slak welke de stroming van het gesmolten bad volgt waardoor afvoer van de slak uit de kronkelende afvoerdoortocht wordt voorkomen.

2. Inrichting volgens conclusie l,met het kenmerk,dat de houder wordt 15 gevormd door een convertor.

3. Inrichting volgens conclusie l,met het kenmerk,dat de houder wordt gevormd door een gietpan.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies,met het kenmerk, dat de afvoerdoortocht een U-vormige uit vuurvast materiaal bestaande 20 buisvormige doortocht vormt.

5. Inrichting volgens conclusie 4,met het kenmerk,dat altijans een deel van de U-vormige doortocht losneembaar is aangebracht.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies,met het kenmerk, dat de kronkelende afvoerdoortocht is samengesteld uit een uit vuurvast 25 materiaal vervaardigde buis,die in verbinding staat met een afvoeropening van de houder en een komvormig uit vuurvast materiaal bestaand lichaam, dat door de houder wordt ondersteund,waarbij het ondereinde van de uit vuurvast materiaal bestaande buis zich in het komvormige lichaam uitstrekt tot op enige afstand van de onderzijde daarvan voor het vormen l 30 van de kronkelende afvoerdoortocht.

7. Inrichting volgens conclusie l,met het kenmerk,dat de kronkelende afvoerdoortocht is voorzien van een uit vuurvast materiaal vervaardigde buis,welke zich uitstrekt in een afvoeropening van de houder en van een klokvormig uit vuurvast materiaal vervaardigd lichaam dat door de houder 35 wordt ondersteund en het boveneinde van de buis afdekt zodanig,dat de basis van het klokvormige uit vuurvast materiaal bestaande lichaam op af- 800 0 1 43 -10- 21090/CV/tl *· stand is gelegen van het boveneinde van de uit vuurvast materiaal vervaardigde buis voor het vormen van de kronkelende afvoerdoortocht. 80 0 0 1 43