NL8203262A - Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de voltooiing van een gietvorm in een smeltovengietkast-verontreinigingsonderdrukkingssysteem. - Google Patents

Description

** 1 - i. r*

Werkwijze en inrichting voor het bepaien van de voitooiing van een gietvorm in een smeitovengietkast-verontreinigings-onderdrukkingssysteem.

De uitvinding heeft betrekking op staalwals-smeltovengietkasten, die gebruikmaken van regelingen voor het onderdrukken van dampvorming en meer in het bijzonder op systemen, waar gebruik wordt gemaakt van kappen, die 5 de smeltovenaftapopening gedurende het gieten bedekken.

Wanneer de aftapopening wordt bedekt door een kap, is het niet mogeiijk om een direkt zicht te hebben op de aftapopening ter observatie wanneer het gesmolten materiaal ophoudt als stroom uit de oven te vioeien, 10 hetweXk de beeindiging van het gietprocede aangeeft.

Bij de beeindiging van de gietbewerking is het noodzake-lijk de kap te verwijderen teneinde ruimte te maken om het siibkanon te doen zwenken naar dd stand voor het dichtstoppen van de aftapopening. Het is van beiang om 15 te kunnen detecteren of verwachten op weXk tijdstip het gietprocede wordt voitooid teneinde hierop de oven in te stellen en eike verontreiniging van de kap, die zou kunnen optreden, tot een minimum te beperken.

De uitvinding vormt een aanvuiiing op de samen-20 hangende Amerikaanse octrooiaanvrage Nr. 190.130 (inge-diend 24 September 1980).

De genoemde Amerikaanse octrooiaanvrage Nr.

190.130 beschrijft een werkwijze en inrichting voor het onderdrukken en matigen van dampen van ijzergoten en 25 ijzer-en siaktrechters van smeltovengietsystemen. Uit deze octrooiaanvrage is bekend, dat bekende dampver-ontreinigingsregelsystemen zijn gericht op de ventiiatie en afvoer van dampen nadat zij gevormd zijn, in de eerste piaats door circuierende Xucht teneinde te funktio-30 neren ais drager en koeXmedium van de dampen aXvorens te worden opgezameXd in een buideiomhuiseX of dergeXijk middeX. De genoemde Amerikaanse octrooiaanvrage Nr.

190.130 is gericht jop het tot minimum beperken van de causale effekten, te weten het vormen van dampen ais 35 gevoig van het oxyderen van het ijzer, siak en zwavei, door oxyderende gassen uit te sXuiten, in de eerste 8203262 • Γ’» - 2 - plaats door gebruik te maken van kappen of andere afdek-middelen over de ijzergoot en de ijzer- en slaktrechters.

Gemeend wordt, dat er thans geen andere bekende smeltovengietkastverontreinigingsbedwingsystemen zijn, die 5 de aftapopening afdekken met kappen zonder treklucht.

De uitvinding heeft in de eerste plaats ten doel de werking van het smeltovengietkastverontreinigingsonder-drukkingssysteem, beschreven in de Amerikaanse octrooi-aanvrage Nr. 190.130, te verbeteren door een werkwijze 10 en inrichting te verschaffen om aan te geven wanneer het gietwerk is voltooid of bijna voltooid in een smeltoven waarin gebruik wordt gemaakt van een dergelijk veront-reinigingsonderdrukkingssysteem.

De uitvinding beoogt verder te voorzien in een 15 werkwijze en inrichting voor het detecteren van het bijna voltooid zijn of de voltooiing van een gietwerk in een smeltoven, welke oven een kap bevat, die haar aftapopening bedekt.

In de meeste conventionele smeltovengietkast-20 verontreinigingsonderdrukkingssystemen Wordt de aftapopening van de oven onbedekt gelaten, zodat zij duidelijk zichtbaar is voor een ovenbedieningspersoon en kan worden waargenomen wanneer een gietwerk is voltooid door het gedrag van de stroom gesmolten materiaal, die via de 25 af tapopening wordt afgevoerd. Wanneer het gietwerk bijna voltooid is, vult de stroom niet de gehele dwarsdoorsnede van de aftapopening. Wanneer dit optreedt treft de bedieningspersoon voorbereidingen tot het sluiten van de aftapopening door middel van klei of slib, dat wordt 30 uitgedreven vanuit een kanon, dat met haar mond in de aftapopening is geplaatst.

Een kenmerk van de uitvinding is de ontdekking, dat in een smeltovenverontreiningsonderdrukkingssysteem, dat kappen of dergelijke afdekorganen voor het afsluiten 35 van de omgevingslucht van de ijzergoot en de aftapopening bevat, de temperatuur onder de afdekorganen eerst op een bepaald niveau zal zijn en vervolgens zal beginnen te stijgen voor het voltooien van een gietwerk uit de oven, dat wil zeggen voordat de oven droog is. Wanneer de 40 stroom gesmolten materiaal, die door de aftapopening vloeit, 8203262 - 3 - kleiner wordt in zodanige mate, dat zij de dwarsdoorsnede van de aftapopening niet volledig vult, zal een hoeveel-heid van de blaasgassen vanuit de ruimte binnen de oven worden afgevoerd via de aftapopening. Daar de temperatuur 5 van deze gassen groter is dan die van het gesmolten materiaal wanneer de gassen de kappen binnentreden, zal de temperatuur binnen de kappen stijgen tot boven de plateautemperatuur. Verder is gebleken, dat de stroom blaasgassen in de ruimte onder de kappen zal worden 10 gemanifesteerd door een geringe vibratie van de kap, die de aftapopening bedekt. Verder is gebleken, dat gedurende het gieten aan het onbedekte afvoereinde van een slak-trechter er een kenmerkende gele vlam is, doch wanneer de hete gassen ontsnappen vanuit de smeltoven via de 15 aftapopening en via de onbedekte slaktrechters de vlam aan het einde van de slaktrechter van kleur verandert, nl. meer wit wordt. Gemeend wordt, dat deze kleurverande-ring is toe te schrijven aan een meer volledige verbranding van de gassen, veroorzaakt door hogere temperaturen en 20 rijkere gassen.

Het is belangrijk, dat de kap van de aftapopening wordt verwijderd en dat de aftapopening zo spoedig moge-lijk wordt gestopt nadat de smeltoven gietdroog is ten-einde de noodzaak tot het afsnijden van de wind in de 25 oven tot een minimum te beperken en de verloren tijd tot het volgende gietprocede alsmede de schade aan de oven en de bijbehorende installable tot een minimum te beperken. Een overmatige circulatie van de smeltovengassen binnen de kappen zou kunnen leiden tot een voortijdige 30 erosie van de vuurvaste isolatie in de kappen wegens de schurende werking van de gassen. Ook indien de oven te krachtig geblazen wordt kan vaste cokes worden uitgeblazen via de aftapopening en de voortgezette werking onderbreken totdat te zijner tijd de cokes kan 35 worden weggeruimd.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin bij wijze van voor-beeld een gunstige uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is weergegeven. Hierin toont: 40 fig. l schematisch een bovenaanzicht van een 8203262 f % - 4 - kenmerkend smeltoven- en giettrechtersysteem, fig. 2 een zijaanzicht van een deel van een smeltoven en een ijzergoot tezamen met een omsluiting voor de ijzergoot,

5 fig. 3 een dwarsdoorsnede volgens de lijn III-III

van fig. 2, fig. 4 een dwarsdoorsnede van een giettrechter en kap, fig. 5 een blokschema van de temperatuurdetectie-10 en signaaluitzendorganen van de signaalgeneratorketen volgens de uitvinding, fig. 6 een reproduktie van een deel van een cirkelvormige temperatuurkaart, verschaft door een smeltoven-werking gedurende vier gietbewerkingen, en 15 fig. 7 een reproduktie van een deel van een cilindrische temperatuurkaart, verschaft door een verdere smeltovenwerking gedurende twee gietbewerkingen, waarbij de kaart op het vlak van tekening in neerwaartse richting wordt doorlopen.

20 In de in fig. 2 weergegeven gunstige uitvoerings- vorm volgens de uitvinding is de smeltoven aangeduid met BF en het afvoerkanaal met N. Het gesmolten materiaal, dat ijzer en slak bevat, wordt afgetapt van de oven BF via het kanaal N, dat de aftapopening vormt en zich vanaf 25 de buitenzijde van de oven uitstrekt naar omlaag via de watergekoelde haardmantel naar de haard. Het kanaal N wordt na elk gietproc§dS gestopt met een kleimengsel, dat onder druk in de kanaalopening wordt gedreven door middel van een (niet nader weergegeven) slibkanon, dat ver-30 grendeld is op een grendelsteun LS. Wanneer het kanaal N wordt geopend aan het begin van een gietbewerking, stroomt het gesmolten materiaal in een brede goot IT, in het algemeen aangeduid met ijzergoot, die dient om het gesmolten materiaal voor een voldoende lange tijds-35 periode vast te houden teneinde het mogelijk te maken het ijzer en de slak te scheiden. Aan het einde van de goot IT bevindt zich een afscheporgaan S, dat dient om de slak van het gesmolten ijzer, afgezet op de bodem van de goot IT, af te scheppen. Het afscheporgaan S wordt 40 in sommige systemen gevolgd door een (niet nader weer- 3203262

Λ Z

- 5 - gegeven) dam, die dient om het boven de bodem van de af- schepplaat houden van hht niveau van het gesmolten ijzer te bevorderen. Bij het afscheporgaan S bevindt zich een dam en een groep poorten G en trechters SR voor het af- 5 voeren van de slak naar een slakverzamelorgaan SC zoals een slakpot of een grote put. Het ijzer, dat onder de afschepplaat en over de ijzerdam vloeit, loopt omlaag over goten IR, in het algemeen aangeduid als ijzertrechters, die eveneens voorzien zijn van poorten G teneinde de * 10 stroom naar elk van de verschillende ijzergietpannen IL selectief te verspreiden. Aan het einde van een giet-bewerking of aftapping wordt het slibkanon geplaatst in de stand voor het dichtstoppen van de aftapopening met klei. In dit stadium moet een speciale voorziening 15 wordt getroffen voor het behandelen van het afsluitdeel, dat de aftapopening omgeeft teneinde voor het slibkanon toegang te verschaffen tot de aftapopening. De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding is in het bijzonder van toepassing op dit stadium.

20 In de direkte nabijheid van de smeltoven BF is een kap H-l aangebracht, die de ijzergoot afdekt. Het verdient de voorkeur te voorzien in een afzonderlijk hef- en transportmechanisme HTM, voor het oplichten en verplaatsen van de kap H-l van de aftapopening vandaan ter voorberei-25 ding voor het boren en dichtstoppen. De kap H-l is opgebouwd uit verscheidene vakken P, die aaneengevoegd zijn door omhooggebogen randen van de buitenkasten, die versterkingskragen vormen, te lassen. Het vak P-1 heeft een afgeschuind boveneind, dat taps toeloopt naar 30 de smeltoven en eindigt in een neusdeel teneinde te voorzien in een eindsluiting, dat ook de plaatsing van de kap H-l onder de kleikanonsteun LS zal mogelijk maken.

Het tegenovergelegen eindvlak P-2 heeft een vertikaal wanddeel W-l teneinde eveneens te voorzien in een eind-35 sluiting. Elk van de sectie P is voorzien van isolatie ter bescherming van de metalen afdekking.

De kappen H-2 dienen voor het omsluiten van de ijzertrechters IR en de slaktrechtersSR. De kappen H-2 kunnen van dezelfde constructie zijn als de kap H-l 40 of kunnen eenvoudig uit vlakke platen bestaan die evenzo 8203262 - 6 - to bekleed zijn met isolatie.

In een gunstige uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is in de kappen, bij voorkeur in kap H-l, een thermokoppel TC aangebracht voor het detecteren 5 van de temperatuur in de kap en het leveren van een elektrische puls, die representatief is voor de gedetec-teerde temperatuur. De elektrische puls wordt ontvangen - door een temperatuurregistreer- en vergelijkerorgaan CM.

In sommige gevallen kan een temperatuurregistreerdeel 10 worden weggelaten. Het vergelijkerorgaan CM kan van het type zijn, waarin een instelpunt bijregelbaar voor-' gekozen kan worden, teneinde te corresponderen met de temperatuur, waarbij het gewenst is een signaal te leveren voor het bekrachtigen van een aanwijsorgaan IM, 15 dat een zichtbare of hoorbare aanwijzing verschaft wanneer het vooringestelde temperatuurpunt en de gedetecteerde temperatuur met elkaar corresponderen. Bij proeven is gebleken, dat elk kapsysteem een karakteristiek tempe-ratuurprofiel gedurende een gietbewerking weergeeft, 20 dat bruikbaar is wanneer de beeindiging van de gietbewerking wordt verwacht. De gedetecteerde temperatuur kan al naar gelang het toegepaste systeem varieren wegens variatie in de kapconstructies, instelling van het thermokoppel in de kap, samenstelling van de smelt, enz.

25 in elk geval wordt, zoals uit fig. 6 en 7 blijkt, een karakteristieke temperatuurskromme ontwikkeld, die in het algemeen correspondeert met de tijd, waarop de wind vanuit de smeltoven via de aftapopening naar de kap begint te gaan totdat de smeltoven is drooggegoten, 30 Voor het tot stand brengen van een temperatuursprofiel voor een systeem is het noodzakelijk de oven doelmatlg droog te laten lopen voor verschillende gietbewerkingen. Hierna kan bij benadering de tijd worden verwacht, dat de oven anders zal drooglopen en de gietvorm af-35 gebroken door het verwijderen van de kap en het dicht-stoppen van de aftapopening. De benodigde tijdsduur zal uiteraard afhankelijk zijn van het percentage van het totale beschikbare gesmolten metaal, dat de bedieningspersoon wenst te gieten, het type en het 40 rendement van de gebruikte inrichting voor het verwijderen 8203262 φ - 7 - van de kap van de aftapopening en dat, gebmikt voor het dichtstoppen van de aftapopening, alsook van de praktijkervaring van het smeltovenpersoneel.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt nu 5 nader toegelicht aan de hand van fig. 6, waarin de kaptemperatuurkrommen zijn geregistreerd op een regi-streertoestel van het cirkeltype. De temperatuurkrommen tonen aan, dat de temperatuur binnen de kap vanaf een niveau PL scherp begon toe te nemen, vervolgens begon 10 af te wijken of weg te hellen van een in het algemeen rechte lijnaangroei bij een temperatuur van circa 1038°C + 38°C en dan een piek bereikte bij circa 1427°C + 38°C.

In het systeem, dat een dergelijk kaptemperatuurprofiel weergeeft, zou de ovenbedieningspersoon kunnen kiezen 15 voor een vergelijkerinstelpunt van 1371°C teneinde de nadering van de anders droge oventemperatuur van circa 1427°C te signaleren voor het verschaffen van voldoende tijd voor het van de aftapopening verwijderen van de kap en voor het dichtstoppen van de aftapopening alvorens 20 de oven volledig drooggegoten is.

De temperatuurkrommen in fig. 7 werden vervaardigd in samenwerking met een andere smeltoven op een registreer-toestel van het cilindrische type. Hierbij werden temperaturen beneden 1093°C niet geregistreerd. Het 25 blijkt echter, dat de temperaturen binnen de kappen begonnen te stijgen vanaf een niveau PL (buiten de kaart) bij circa 1093°C en vervolgens een piek bereikten bij circa 1316°C. In een systeem, dat een dergelijk temperatuur-profiel weergeeft, zou de smeltovenbedieningspersoon 30 kunnen kiezen voor een instelpunt van 1260°C.

In de meest gunstige uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt een karakteristiek temperatuurs-profiel van een smeltovenkap, die een aftapopening af-dekt, ontwikkeld door een doelmatig drooglopen van de 35 oven voor verscheidene aftappingen. Het ontwikkelde profiel zal een bereik weergeven, waarin de temperatuur binnen de kap plotseling zal stijgen en dan in het algemeen een piekwaarde zal aannemen bij een punt, dat correspondeert met dat wanneer de oven droog is. Het 40 punt, dat correspondeert met dat, waarbij de temperatuur 8203262 - 8 - hegint te stijgen, zal in het algemeen corresponderen met de temperatuur, die in de kap wordt bereikt wanneer de hete wind vanuit de smeltoven de kap begint binnen te treden. Nadat het karakteristieke temperatuursprofiel 5 is ontwikkeld, kiest de ovenbedieningspersoon naar willekeur de temperatuur, waarvoor een aanwijssignaal gewenst is. Deze temperatuur zal afhankelijk zijn van de ervaring van de bedieningspersoon en zijn beoordeling van het rendement van de kapbedieningsinrichting en 10 de aftapopeningdichtstopinrichting. Hij zal als meest gunstig de temperatuur kiezen als instelpunt voor het verwijderen van de kap, hetwelk tijd zal verschaffen voor het gieten van het maximum gesmolten materiaal van de oven, doch te kort is om de oven droog te doen 15 lopen tot het punt, waar hete blaaslucht in de smeltoven moet worden afgesneden. Naar keuze kan een voor-alarm-signaal worden verschaft in aanvulling op het signaal, dat het naderen van de droge oventemperatuur aangeeft. Een dergelijk voor-alarmsignaal zou zodanig kunnen 20 worden gekozen, dat zij correspondeert met de gemiddelde temperatuur (gebaseerd op voorafgaande perioden) waarbij de temperatuur in de trap voor het eerst begint af te wijken van de plateautemperatuur.

De werking van een keten zoals weergegeven in 25 fig. 5 voor het verschaffen van het aanwijssignaal en/of een bediening zal hieronder nader worden uiteengezet.

De bedieningspersoon kiest een instelpunt op de vergelijker, dat correspondeert met de temperatuur, waarbij hij een signaal wenst. De vergelijker vergelijkt 30 niet werkelijk de temperaturen, doch in plaats hiervan de spanning, geleverd door het thermokoppel TC, met de instelpuntspanning, die representatief is voor de gekozen temperatuur. Wanneer de door het thermokoppel TC geleverde spanning gelijk wordt aan de instelpunt-35 spanning, zal de vergelijker een tweede spanning leveren, die een optisch of akoestisch alarm- of ander aanwijs-orgaan in werking zal stellen. Naar keuze kan de tweede spanning worden gebruikt voor het in werking stellen van een bedieningsorgaan voor het bedienen van het 4Ό kaphef- en transportmechanisme HTM. In het geval, dat 820 3 2 62 ...-9- het mechanisme HTM moet worden bediend,moet om veilig-heidsredenen een met de hand bedienbaar elimineerorgaan kunnen zijn aangebracht.

In het geval, dat een storing zou optreden bij 5 de bovenbeschreven detectiebewerking voor het detecteren van de de voorkeur hebbende temperatuur, kan de tijd, waarbij de oven begint droog te lopen, worden gedetec-teerd door het waarnemen van een intensiteitsverandering s'· van de vibratie van het kaporgaan. Deze vibratie kan 10 worden gevoeld door een van handschoen voorziene hand op de kap te plaatsen. Gemeend wordt, dat een dergelijke vibratie waarschijnlijk is toe te schrijven aan de grote hoeveelheid gassen, die vanuit de smeltoven door de kap heengaan, waarbij de gassen lichte slakdeeltjes 15 opnemen en de slak tegen de wand van de kap drijven. Wanneer het gesmolten niveau in de oven lager wordt zal de intensiteit van de vibratie toenemen.

Een verdere wijze, waarop gedetecteerd kan worden wanneer de gassen vanuit de smeltoven door de 20 aftapopening of het kanaal beginnen te gaan, bestaat uit het observeren van de vl&n, gevormd aan het uit-voereinde van een slaktrechter. Wanneer de hete gassen, die gewoonlijk koolmonoxyde en waterstof bevatten, door de kappen gaan, treedt er een afbraak van de kool-25 waterstoffen op zodat wanneer zij aan het einde van de van kappen voorziene slaktrechters zich samenvoegen de verbranding meer volledig is en bij hoge temperaturen waarbij een vlam wordt geleverd, die witter is dan het geval was voordat de verrijkte hete gassen door de 30 aftapopening gingen.

- conclusies - 8203262

Claims (8)

1. Werkwijze voor het bedienen van een smeltoven met een kap, die haar aftapopening gedurende het gieten bedekt, met het kenmerk, dat deze werkwijze bestaat uit het met de kap op haar plaats deteeteren 5 wanneer het gesmolten materiaalniveau niet de vertikale dwarsdoorsnede van de aftapopening vult, en uit het verwijderen van de kap alvorens de oven droog giet.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het k e n m e r k, dat de detectiebewerking bestaat uit het 10 controleren van de temperatuur binnen de kap en het observeren wanneer de temperatuur stijgt boven die, welke correspondeert met die wanneer de gassen niet vanuit de oven via de aftapopening naar de kap gaan.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t h e t 15 kenmerk, dat de detectiebewerking bestaat uit het observeren van een kleurverandering van de vlam, uitge-zonden vanuit het einde van een slaktrechter.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het k e n m e r k, dat de detectiebewerking bestaat uit het 20 observeren van een intensiteitsverandering van de vibratie van de kap.

5. Werkwijze voor het bedienen van een smeltoven met een kap, die haar aftapopening bedekt, met het k e n m e r k, dat deze werkwijze bestaat uit het meten 25 en registreren van de temperatuur binnen de kap, uit het doelmatig drooggieten van de oven gedurende een aantal gietbewerkingen voor het verschaffen van een temperatuurs-profiel voor de kap in samenwerking met de smeltoven, waarbij het profiel een representatief plateautemperatuurs-30 bereik binnen de kap omvat, dat bereikt wordt gedurende een volledig doorstromen van gesmolten materiaal door de aftapopening, terwijl dit profiel verder een representatief drooggiettemperatuurbereik in de kap omvat, dat bereikt wordt wanneer de smeltoven wordt drooggegoten en uit 8203282 - 11 - het verwijderen van de kap gedurende opeenvolgende gietbewerkingen van de smeltoven wanneer de temperatuur binnen de kap boven een plateautemperatuur in het profiel is en beneden een drooggietaftaptemperatuur in het profiel.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, m e t het k e n m e r k, dat de kap wordt verwijderd wanneer de temperatuur binnen de kap een punt langs een helling van een temperatuurkromme van het profiel bereikt.

7. Werkwijze volgens conclusie 5,met het 10. e n m e r k, dat zij verder bestaat uit het tevoren kiezen van een temperatuur beneden het drooggiettemperatuurbereik, dat wenselijk is voor het signaleren van de nadering van het drooggiettemperatuurbereik, en uit het leveren van een signaal wanneer de voorgekozen temperatuur binnen 15 de kap wordt bereikt.

8. Werkwijze volgens conclusie 5,met het kenmerk, dat de kap wordt verwijderd direkt nadat de drooggiettemperatuur is bereikt. 8203262