NL8601503A

NL8601503A - Kop bestemd om op een gietkroes te worden gemonteerd.

Info

Publication number: NL8601503A
Application number: NL8601503A
Authority: NL
Original assignee: Aga Ab
Priority date: 1985-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1987-01-02
Also published as: SE453124B; SE8502863D0; SE8502863L; AT396760B; US4718646A; DE3619092C2; DE3619092A1; ATA155686A; FR2582972B1; FR2582972A1

Description

VO 8215

Titel: Kop bestemd om op een gietkroes te worden gemonteerd.

De uitvinding heeft betrekking op een kop, welke bestemd is om te worden aangebracht op een gietkroes, waarbij de binnenzijde van de kop is voorzien van een vuurvast materiaal en zich in de kop tenminste één brander bevindt voor vloeibare of gasvormige brandstof en zuurstof-5 gas om de smelt in de gietkroes te verhitten.

Op het terrein van de staalmetallurgie, hebben de hoge eisen, welke worden gesteld aan de productiviteit en de kwaliteit, ertoe geleid, dat dit terrein wordt gesplitst in primaire metallurgische processen (smelten in lichtboogovens, convertors) en secundaire metallurgische 10 processen (raffinage). Een factor, welke voor alle secundaire metallurgische processen gemeenschappelijk is, is het temperatuurverlies.

Derhalve is een mogelijkheid tot rationele verhitting gewenst teneinde deze secundaire metallurgische processen meer efficiënt te maken en verder te ontwikkelen met het oogmerk om de primaire oven te verlichten ten 15 aanzien van de vereiste oververhitting en het reduceren van de aanwezigheid van oververhitting, en het tenslotte besparen aan energie.

Een dergelijke technologische verhittingsverbetering zou onmiddellijke toepassing vinden bij continue gietinstallaties. Deze technologie voorziet ook in de gelegenheid tot verschillende secundaire 20 metallurgische behandelingen, welke de gebruiksfrequentie van processen, zoals injectie bij metallurgische processen beïnvloedt.

Het doel van de uitvinding is het verwezenlijken van een inrichting, waarbij gebruik kan worden gemaakt van deze verhittingstechnolo-gie. De inrichting wordt gebruikt om de smelt in een gietkroes te ver-25 hitten en omvat een kop, welke is voorzien van een vuurvast materiaal en op de gietkroes is gemonteerd, waarbij zich in de kop een of meer branders voor vloeibare of gasvormige brandstof en zuurstofgas bevinden. De uitvinding is in wezen daarin gekenmerkt, dat de kop is voorzien van vasthoudonderdelen voor de brander, door middel waarvan de brander in 30 axiale richting ten opzichte van het oppervlak van het smeltbad kan worden verschoven en ten opzichte van de verticale lijn van de brander naar het oppervlak van het smeltbad roteerbaar is, waarbij de brander in afhankelijkheid van het brandereffect zodanig wordt opgesteld, dat 86015 0 3 J tv - 2 - de best mogelijke warmteoverdracht vanuit de vlam naar het smeltbad wordt verkregen terwijl tegelijkertijd een zo gering mogelijke chemische beïnvloeding van het smeltbad wordt veroorzaakt. De uitvinding is verder daarin gekenmerkt, dat de afstand van het mondstuk van de brander tot 5 het oppervlak van het smeltbad instelbaar is in het gebied van 10-100 cm en dat de brander ten opzichte van de verticale lijn naar het oppervlak van het smeltbad roteerbaar is binnen een hoekgebied van 0-60°.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening.

10 In de tekening is de kop verbonden met de gietkroeswanden 1.

In het bovenste, iets gebogen gedeelte 2 van de kop bevinden zich zogenaamde zuurstof-brandstofbranders. In de tekening zijn twee branders 4 en 5 afgebeeld doch bij een voorkeursuitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van drie branders, die op een symmetrische wijze ten opzichte 15 van elkaar in de kop zijn opgesteld. Aan de branders 4 en 5 wordt een vloeibare of gasvormige brandstof via respectieve verbindingen 7 en 9 en zuurstofgas via de respectieve verbindingen 6 en 8 toegevoerd. De branders 4 en 5 zijn ondergebracht in vasthoudorganen, welke door middel van inrichtingen 12 respectievelijk 10, naar en vanaf het oppervlak van 20 het smeltbad kunnen worden verschoven en door middel van de inrichtingen 13 respectievelijk 11, zodanig roteerbaar zijn opgesteld, dat zij ten opzichte van de verticale lijn van de brander naar het oppervlak van het smeltbad kunnen worden geroteerd.

In het verticale gedeelte 14 van de kop is de binnendiameter van 25 de kop aanmerkelijk kleiner dan de binnendiameter van de gietkroes. In dit geval is de binnendiameter van de kop zoveel kleiner dan de binnendiameter van de gietkroes, dat de gietkroeswand ten opzichte van de vlam van de branders is afgeschermd. Teneinde de gietkroeswand tussen de kop en het oppervlak van het smeltbad verder te beschermen, bevindt zich aan 30 de binnenomtrek van de kop een cilinder 15. Deze kan bestaan uit een vuurvast materiaal, zoals keramisch materiaal, of kan watergekoeld zijn. Dientengevolge zal dat gedeelte van de gietkroeswand, dat zich boven het oppervlak van het smeltbad bevindt, worden beschermd.

Doorgaande kanalen 16, bijvoorbeeld drie van deze kanalen, zijn 35 symmetrisch in de verticale wanden van de kop aangebracht. In deze door- 8601503 w - 3 - 5r= gaande kanalen bevinden zich zogenaamde lansen 17, door middel waarvan zuurstofgas aan de ruimte tussen de kop en het oppervlak van het smeltbad wordt toegevoerd. Het secundaire zuurstofgas vervangt in enige mate het zuurstofgas, dat via de branders wordt toegevoerd. Tengevolge van deze 5 toevoer van zuurstofgas zal aan het gasvolume onder de kop een rotatie-beweging worden medegedeeld. De doorgaande kanalen zijn zodanig uitgevoerd, dat de lansen een horizontale positie kunnen innemen, d.w.z. evenwijdig kunnen zijn aan het oppervlak van het smeltbad. In het horizontale vlak is de lans ten opzichte van de straal van de kop in het scharnierpunt 10 binnen het hoekgebied van 10-80° roteerbaar. In het onderste gedeelte daarvan is de gietkroes verder voorzien van pijpinrichtingen om bijvoorbeeld argon in de smelt te blazen teneinde een agitatie van de smelt te veroorzaken.

Onder gebruik van een inrichting, zoals deze boven is beschreven, 15 werd gesmolten staal uit een lichtboogoven bij een reeks proeven verhit in een gietkroes van 10 ton. De mate van koeling van de gietkroes met een verhittingsinrichting doch zonder dat de branders in werking waren, werd voor referentiedoeleinden opgetekend. Bij verschillende brander-uitgangsvermogens werden de afstand en de centrering van de branders 20 ten opzichte van het oppervlak van het smeltbad gevarieerd. Zo is de temperatuurtoename van 2-3°C per minuut, welke in de smelt werd verkregen, afhankelijk van de toegevoerde hoeveelheid energie en de afstand en centrering van de brander ten opzichte van het oppervlak van het smeltbad. Het is in deze context van belang, dat de verhittingsinrichting 25 zodanig is uitgevoerd, dat deze zich reeds bij het starten op de hoogst mogelijke temperatuur bevindt teneinde een doeltreffende thermische achtergrondstraling te verkrijgen. Het eveneens aanwezige diagram toont de temperatuurtoename per minuut in de smelt als een functie van het uitgangsvermogen van de branders. De bovenste kromme stelt een brander-30 afstand van 50 cm en het onderste krommegedeelte een afstand van 60 cm voor. Uit deze krommen blijkt, dat bij bijvoorbeeld een uitgangsvermogen van 90 kw/ton bij een branderaf stand van 50 cm een temperatuurtoename in de smelt van bij benadering + 0,3°c/min zal worden verkregen, terwijl bij een branderafstand vein 60 cm een temperatuurreductie van bij bena-35 dering -0,6°C/min zal worden verkregen.

880 1 503 - 4 -

In combinatie met de verhitting van de smelt in de gietkroes is het van belang, dat de brandervlam een zo gering mogelijk chemische invloed op de smelt uitoefent. In dit geval blijkt het, dat de elementen in de smelt op een natuurlijke wijze zullen worden geoxydeerd. De 5 elementen, welke de grootste zuurstofaffiniteit bezitten, zullen eerst worden geoxydeerd en wanneer een volledige reductie is bereikt, zal een oxydatie van het volgende element optreden enz. De resultaten van de meting van het waterstofgehalte tonen, dat een werking van de branders geen wijziging veroorzaakt in de onderzochte vlamsamenstellingen.

8601503

Claims

1. Kop, bestemd om te worden gemonteerd op een gietkroes, waarbij de binnenzijde van de kop is voorzien van een vuurvast materiaal en in de kop zich tenminste één brander voor vloeibare of gasvormige brandstof en zuurstofgas voor het verhitten van smelt in de gietkroes bevindt, 5 en de kop is voorzien van vasthoudorganen voor de brander, door middel waarvan de brander in axiale richting ten opzichte van het oppervlak van het smeltbad kan worden verschoven en ten opzichte van de verticale lijn van de brander ten opzichte van het oppervlak van het smeltbad kan worden geroteerd, met het kenmerk, dat de kop is voorzien van doorgaande 10 kanaalorganen (16, 17) via welke zuurstof door middel van zogenaamde lansen wordt toegevoerd aan de ruimte tussen de kop en het oppervlak van het smeltbad, waarbij een gedeelte van het aan de kop toegevoerde zuurstofgas aan de branders wordt toegevoerd en het resterende gedeelte aan de lansen wordt toegevoerd, waarbij het zuurstofgas, dat via de lansen 15 wordt toegevoerd, een rotatiebeweging van het gaslichaam onder de kop veroorzaakt, en de binnendiameter van de kop zoveel kleiner is dan de binnendiameter van de gietkroes, dat de gietkroeswand tussen de kop en het oppervlak van het smeltbad ten opzichte van de brandervlam zal zijn afgeschermd. 20

2. Kop volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat een cilinder (15) van vuurvast materiaal, keramisch materiaal of watergekoeld, aan de binnenomtrek van de kop is aangebracht, waarbij de axiale afmeting van de cilinder zodanig is, dat de gietkroeswand tussen de kop en het oppervlak van het smeltbad in hoofdzaak wordt bedekt. 25

3. Kop volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de doorgaande kanaalorganen (16, 17) horizontaal verlopen, d.w.z. evenwijdig aan het oppervlak van het smeltbad en in het horizontale vlak roteerbaar zijn ten opzichte van de straal van de kop in het draaipunt binnen 'een boekgebied van 10-80°. S 6 0 1 3 u u