NO132595B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for behandling av smeltede metaller ved å innføre i smeltet metall suspensjoner eller andre fluida, særlig suspensjoner av faste pulvere som er dispergert i gasser.

Det er kjent tallrike metallurgiske prosesser ved hvilke man i smeltet metall innfører en eller to faser som er dispergert i en flytende grunnfase. Et teknisk område i hvilket disse prosesser er særlig viktige er kjent under benevnelsen "emulsjonsmetallurgi". Prosesser i dette tekniske område utnytter den intime kontakt mellom metall, slagg og gass som kan oppnås i fullstendig dispergerte systemer, og de er særlig viktige ved fremstillings- og raffineringsprosesser for jern og stål. Prosesser ved hvilke suspensjoner av pulvere i fluidum-fase innføres under overflaten av smeltet metall gir en større reaksjonsoverflate enn prosesser ved hvilke det innførte middel anbringes på toppen av smeiten. Et av de største problemer ved disse metallurgiske prosesser er å kunne opprettholde temperaturen av det smeltede metall, da innføringen av suspensjonen forårsaker en betydelig temperaturminskning i metallet. Det samme problem kan også ofte oppstå når man innfører endotermisk reagerende gasser i metallet. Det er selvsagt mulig å bruke konvensjonelle opphetningsmidler for å oppvarme hele massen av det behandlede metall, f.eks. blåsing med oksygen for å oksydere en bestanddel av smeiten, men innføring av oksygen er ikke alltid ønsket, og i praksis foretrekker man å bruke elektriske oppvarmingsmidler. Konvensjonelle lysbueovner utnytter ikke elektrisk energi på effektiv måte. Elektrisk induksjonsopphet-ning utnytter elektrisk energi meget mer effektivt enn lysbueovner, men induksjonsoppvarming av hele innholdet av konverteren krever kapitalutgifter av- en slik størrelsesorden at den vanskelig lar seg utføre i industriell målestokk, når man tar hensyn til den nødvendige elektriske energi og prisen av elektrisk strøm. Dessuten krever den forholdsvis høye elektriske effektivitet av induks j onsoppvarmede beholdere at beholderen har en tynn foring. En tynn foring i reaksjonsbeholderen er imidlertid av praktiske grunner uønsket på grunn av faren for beskadigelse som skyldes slitasjen av foringen under driften. Men hvis man på den annen side øker foringens tykkelse, mister man den høye elektriske effektivitet. Det er nå funnet at det er mulig å utnytte de : fordeler som er forbundet med elektrisk induksjonsoppvarming uten å støte på problemet med å omgi hele konverteren med induksjonsoppvarmingsspoler ved å modifisere konstruksjonen av konvensjonelle konvertere eller andre beholdere som egner seg'for innføring av gass/pulver-suspensjoner eller andre fluida under overflaten av smeltet metall.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt et apparat for behandling av smeltet metall ved inn-føring av en suspensjon eller annet fluidum i det smeltede metall, hvilket apparat omfatter en vippbar- konverter med ildfast foring og med et tilstrekkelig stort fritt rom over overflaten av det smeltede metall for å tillate spruting og skumming under driften, hvilket frie rom har en høyde som er minst like stor som dybden av det smeltede metall under drift, og'dette apparat er kjennetegnet ved at apparatet er forsynt med en dyse for innføring av en suspensjon eller annet fluidum i konverteren, hvilken dyse strekker seg gjennom bunnen eller veggen av konverteren ved en høyde som ligger under overflaten av det smeltede metall som skal behandles når konverteren er reist til vertikal stilling, minst en kanal i væskeforbindelse med konverterenDOg forsynt med minst en oppvarmingssone i en avstand fra konverteren, hvilken kanal munner ut i konverteren ved en høyde som ligger under overflaten av det smeltede metall når konverteren er reist til vertikal stilling, idet oppvarmingssonen er forsynt med oppvarmingsorganer for oppvarming av innholdet i sonen ved elektrisk induksjonsoppvarming i en slik grad at en temperaturgradient tilveiebringes mellom innholdet i sonen og innholdet i konverteren.

De nøyaktige dimensjoner av oppvarmingssonen er ikke kritiske, men det er nødvendig at en forholdsvis liten brøkdel av det totale smeltede metall i apparatet befinner seg i oppvarmingssonen, ,så at den ved induksjon kan oppvarmes til en temperatur som ligger tilstrekkelig over temperaturen av hovedmassen av smeltet metall for å skaffe en temperaturgradient som er tilstrekkelig til å holde hovedmassen av det smeltede metall ved eller bringe den til den ønskede temperatur. For å utnytte i maksimal grad denne temperaturgradient, er det fordelaktig å anbringe og å rette dysen således at strømmen av suspensjonen eller annet fluidum innført gjennom dysen vil møte varmestrømmen fra den opphetede sone i området utenfor åpningen av kanalen eller kanaler.

Det er fordelaktig å bruke en oppvarmingssone som er en del av sløyfen dannet av en kanal mellom to ender (åpninger)

i beholderveggen eller bunnen, og av metallet i beholderen som forbinder sammen de to kanalutløp. Fortrinnsvis passerer kanal-utløpene gjennom beholderveggen eller bunnen i samme høyde. Det er også mulig å arbeide med mer enn en sløyfe eller å bruke en enkel utvidelse av hovedkonverteren som står i enkel væskeforbindelse med hovedkonverteren. Likegyldig hvilken utforming for oppvarmingssonen, er det fordelaktig å omslutte fullstendig oppvarmingssonen med induksjonsvarmede viklinger.

For å bringe til et minimum erosjon av beholder-foringen, kan beholderen ha en skrånende bunn, d.v.s. hellende i vinkel til sidene og fortrinnsvis skrånende mot den side hvor kanalen er anordnet, men man kan b"a?uke beholdere som har en flat bunn anordnet perpendikulært til sidene.

Munningen av dysen eller dyser ligger i strømnings-området av det varmere metall fra oppvarmingssonen. Denne anordning minsker faren for at smeltet metall kan størkne i dyse-området.

Fortrinnsvis er dysen eller dysene så anbragt og rettet at fluidum innført gjennom dysene ikke trenger inn i oppvarmingssonen. Denne anordning minsker faren for beskadigelse av foringen i oppvarmingssonen. Fortrinnsvis er dysen så rettet at i det minste faste partikler som er medrevet av bærefluidum og som blir innført gjennom dysene, kan bestryke området utenfor kanalåpningene eller kanalåpningen uten å trenge inn i oppvarmingssonen.

Reaksjonsbeholderen er fortrinnsvis vippbar på en slik måte at det smeltede metall kan fjernes fra selve konverterrommet uten å fjerne smeltet metall fra oppvarmingssonen.

Reaksjonsbeholderen kan være konstruert annerledes

i samsvar med konvensjonell utforming og den kan ha konvensjonelle dimensjoner. Dette betyr at beholderen har en tilstrekkelig tykk foring for å tåle den alvorlige slitasje under driften. Dessuten har beholderen en tilstrekkelig klaring over overflaten av det smeltede metall for å tillate spruting og skumming av slagg og metall under driften. Høyden av. denne klaring er fortrinnsvis i det minste lik dybden av smeltet metall under driften.

På tegningene viser fig. 1 et vertikalsnitt gjennom en konverter konstruert i henhold til oppfinnelsen og illustrerer skjematisk prinsippet ved konstruksjonen av konverteren.

Fig. 2 er et horisontalsnitt II-II gjennom denne konverter, og

fig. 3 er et vertikalsnitt gjennom en foretrukken utførelsesform av konverteren konstruert i henhold til oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vil nærmere forklares under henvisning til fig. 1 og 2.

Konverteren, betegnet generelt med 1, har sidevegger 6 og en skrånende bunn 7..Selve konverteren består av en stålmantel 2 foret på innersiden med en ildfast foring 3. Tykkelsen av foringen 3 er tilstrekkelig for å tåle slitasje under driften av apparatet. Akseltapper 4 og 5 er montert i lågere (ikke vist), så at konverteren kan vippes om en akse som løper gjennom akseltapper 6 og 7. En smeltesløyfe 8 er anordnet ved forbin-delsespunktet mellom sideveggen 6 og den nedre ende av den skrånende bunn 7. Sløyfen 8 omfatter en kanal 8a som strekker seg mellom to åpninger 9 og 10 og rager inn i konverterens hoved-legeme gjennom sideveggen 6 av konverteren. Åpningene 9 og 10 ligger i samme høyde i sideveggen 6 like over det sted hvor sideveggen 6 møter den nedre ende av den skrånende bunn 7 ved 11. Kanalen 8a er omgitt av induksjonsviklinger 12 for oppvarming av innholdet av kanalen 8a. Kanalen 8a har en ildfast foring 8b som er vannkjølt og betydelig tynnere enn foringen 3 i beholderen, for å sikre en høy oppvarmingseffektivitet av

induksjonsenheten.

En .dyse 14 er anordnet i den øvre ende av den skrå-

i

nende bunn 7 og den munner ut perpendikulært til den skrånende bunn 7, men er forskjøvet i forhold til symmetriplanet C for å tilveiebringe en asymmetrisk tilstand og å bevirke en kraftig omrøring av metallet uten spruting under driften. Beholderen 1 er imidlertid forsynt med en klaring 18 over overflaten av det smeltede metall for å tillate en viss spruting og skumming som er uunngåelig ved visse metallurgiske emulsjonsreaksjoner. Ved den på fig. 1 og 2 viste utførelsesform har denne klaring en høyde som er omtrent lik dybden av det smeltede metall under driften.

En pulverfordeler (ikke vist) fluidiserer pulveret som skal innføres i konverteren, og suspensjonen av pulveret transporteres deretter av bæregassen og den fluidiserende gass til dysen lk. Den fluidiserende gass kan være av samme type som bæregassen eller den kan være forskjellig. Det er også mulig å bruke fordelere i hvilke hele bæregassen brukes for å fluidisere pulveret. I de tilfeller hvor det smeltede metall skal reagere med et fluidum i form av en væske eller gass som ikke inneholder faste stoffer, kan fluidum innføres gjennom dysen 14 på samme måte. Dysen 14 kan også være anordnet i symmetriplanet C, i hvilket tilfelle oppnår man når smeltesløyfen 8 er anbragt symmetrisk i forhold til symmetriplanet C, en maksimal oppvarming i området av dysemunningen. Et tappehull 15 er anordnet i konverterveggen over den ventede slagglinje og på den samme side av konverterveggen som sløyfen 8. Dette tappehull kan holdes lukket av en skyveplate 16 mens konverteren er i drift. Toppen av konverteren har en chargeringsåpning 17. I drift beskikkes konverteren 1 med en passende mengde av metall som skal behandles. Normalt holdes oppvarmings sløyfen 8 fylt med metall som holdes smeltet ved å lede elektrisk strøm gjennom induksjons-viklingen 12. Metallet som skal behandles kan enten chargeres i smeltet tilstand i konverterbeholderen gjennom chargeringsåpningen 17 eller i fast tilstand gjennom chargeringsåpningen 17 for å smeltes i beholderen ved å gå ut fra en startsmelte i smelte-sløyfen 8. Det kan også innføres i form av et oksyd som blir redusert i beholderen. Opphetningen under driften av konverteren utføres normalt på en slik måte at temperaturen av smeltet metall i oppvarmingskanalen 8a er. omtrent 50 til 200°C høyere enn temperaturen av hovedmassen av metallet i konverteren 1. Når de ønskede temperaturbetingelser er tilveiebragt i konverteren, innføres pulver-gass-suspensjonen (eller annen gass, væske eller annet fluidum som skal bringes i berøring med det smeltede metall i konverteren) i det smeltede metall gjennom dysen 14. Innføringen av pulveret som er dispergert i bæregassen bevirker en betydelig avkjøling av det smeltede metall i området av dysemunningen, men disse tap blir kompensert av strømmen av hett metall fra oppvarmingssløyfen 8. Ved å innstille mengden av elektrisk kraft til induksjonsoppvarmingsenheten, d.v.s. til induksjonsviklinger 12, holdes temperaturen av smeltet metall i oppvarmingskanalen 8a ved en ca. 50 til 200°C høyere temperatur enn den som har metallet i konverteren utenfor åpningene 9 og 10 i kanalen 8a. Derved oppnås en effektiv varmetransport fra

kanalen til hovedmassen av smeltet metall i konverteren. Dysen

14 er anordnet på den siden av konverteren 1 som ligger motsatt den side av konverteren ved hvilken er anbragt oppvarmingskanalen 8a. Dessuten er dysen 14 rettet mot et punkt på konverterveggen 6 som ligger over utløpene 9 og 10 av kanalen 8a. Ved denne anordning vil det varme metall i området utenfor åpningene 9 og 10 effektivt erstattes med koldere metall fra andre deler av hovedmassen av smeltet metall i konverteren 1, og muligens også til en viss grad med fluidum innført gjennom dysen 14, hvilket forbedrer varmeutvekslingen mellom kanalen 8a og hovedmassen av smeltet metall i konverteren 1. Ennvidere blir det varme metall fra oppvarmingskanalen 8a fordelt hurtig i hele massen av smeltet metall i konverteren, hvilket er viktig for kinetikken av metallbehandlingsprosessen. En annen fordel av

vekselvirkningen mellom det varme metall fra oppvarmingskanalen 8a og suspensjonen eller annet fluidum innført gjennom dysen 14, er at metallet fra oppvarmingskanalen 8a hindrer at dysemunningen fryser, mens kjølevirkningen tilveiebragt av den innførte suspensjon eller annet fluidum beskytter ovnsforingen 3 i nær-heten av åpninger (utløp) 9 og 10 i kanalen 8a, så at foringen ikke blir hurtig erodert i dette område.

Ved slutten av denne behandling kan konverteren tappes gjennom tappehullet 15. Dette gjøres ved å vippe ovnen om den akse som passerer gjennom akseltappene 4 og 5 inntil dysen 14 ligger over metalloverflaten, og ved å åpne skyveplaten 16. Ved å tappe ovnen på denne måte sikrer man at smeltesløyferi 8 ikke vil tømmes. Alternativt, dersom man også ønsker å tømme smeltesløyfen 8, kanskje fordi man skal bruke konverteren for en helt annen metallbehandlingsprosess eller for en helt annen metall-legering neste gang, kan ovnen tappes ved å vippe den ytterligere og å tømme den gjennom åpningen 17. Slagg kan fjernes før hovedmassen av metall blir tappet gjennom åpningen 17 ved hjelp av konvensjonelle metoder. Ved at dysen lH ligger fritt over overflaten av metallet under tappeprosessen og er hellende, i forhold til konverterveggen 6, er det mulig å innføre luft, argon, nitrogen eller andre gasser som vil bevege slagglaget mot åpningen 17, og letter derved fjernelsen av slagg.

Skjønt det ovenfor beskrevne apparat har en enkel smeltesløyfe, er det mulig å bruke en konverter som har mer enn en sløyfe av den på fig. 1 og 2 viste type. Det er dessuten ikke vesentlig at induksjons-oppvarmingssonen er utformet som en sløyfe med to kanalutløp ved konverterveggen, den kan bestå av en enkel induksjons-oppvarmingssone som har en eneste åpning i konverterveggen. Det er også mulig å anordne mer enn én dyse i veggen eller bunnen av konverteren i kombinasjon med en eller flere kanaler som hensiktsmessig er anordnet på den andre siden av dysen, hvor minst en dyse er rettet mot et område over hver av de kanaler som slutter i konverterveggen eller bunnen.

Apparatet kan brukes for å gjennomføre forskjellige behandlinger av smeltet metall med et fluidum som blir innført under overflaten'av det smeltede metallbad. Apparatet er imidlertid særlig egnet i emulsjonsmetallurgien for å utføre forskjellige metallurgiske reaksjoner som kan være i og for seg kjent, eller for å innføre forskjellige legeringselementer i smeltet metall. Apparatet kan f.eks. brukes for avsvovling av stål ved hjelp 'av en suspensjon av CaO eller CaC2-pulvere ført med bæregassen. Et annet viktig anvendelsesområde er emulsjons-avkulling av smeltet jern eller stål, hvor en suspensjon av jernmalmkonsentrat i bæregass innblåses i smeltet jern eller stål. Andre stoffer som kan innføres i smeltet metall i form av pulverformede faste stoffer dispergert i bæregassen, er forskjellige slagg for de-fosforering eller for omdannelse av hårde uønskede innleiringer i metallet til myke, ikke skade-lige innleiringer. Apparatet kan også brukes for direkte fremstilling av jern eller andre metaller eller legeringer ved emulsjonsreduksjon. Herved blir karbon og.et passende metall-oksydpulver innført gjennom dysen ved hjelp av bæregassen. Et annet anvendelsesområde er legeringer av metaller med visse elementer som vanskelig lar seg innføre i metallet med høy ytelse ved hjelp av konvensjonelle metoder. Et annet anvendelsesområde er innføring av endotermisk reagerende gasser, f.eks. damp (vanndamp). En typisk arbeidsgang ved bruken av apparatet ifølge oppfinnelsen er som følger: Det smeltede metall som skal behandles 'blir innført i konverteren 1 gjennom åpningen 17, slik at minst halvparten av konverterens høyde danner et fritt rom (klaring). Temperaturen av det smeltede metall måles, og dersom det er nødvendig for behandlingen heves den ved å regulere-den elektriske energi til induksjonsviklinger 12. Når den ønskede temperatur er nådd, blir vedkommende fluidum inn-ført 'gjennom dysen 14. Hvis fluidumet er en suspensjon av pulver i gass, blir suspensjonen først dannet i en pulverfordeler og matet gjennom en ledning til dysen 14. I samsvar med den på fig. 1 og 2 viste utførelsesform blir dysen 14 rettet mot et punkt over kanalen 8a. Dette i forbindelse med passende innføringshastighet tillater en hurtig erstatning av metall utenfor kanalen 8a i samsvar med oppfinnelsens prinsipper, uten at pulver eller andre materialer fra dysen trenger inn i kanalen. Frysing av dysen hindres ved varmestrømning fra oppvarmingssonen i- kanalen 8a. Temperaturen av det smeltede metall kontrolleres, og om nødvendig innstilles ved å regulere mengden av elektrisk energi levert til induksjonsviklinger 12. Når behandlingen av metallet er avsluttet, avbrytes innføringen av behandlingsfluidum, og etter at den kjemiske sammensetning er regulert, blir konverteren vippet på en slik måte at metallet kan tappes gjennom tappehullet 15. Under denne operasjon kan fortrinnsvis en inert gass eller eventuelt luft, nitrogen eller andre fluida innføres gjennom dysen som ligger fritt over overflaten av det smeltede metall. Før tappingen blir slagg vanligvis fjernet gjennom åpningen 17, idet blåsing gjennom dysen 14 letter fjernelsen av slagg på den ovenfor beskrevne måte. Vanligvis holder man smeltet metall tilbake i kanalen 8a og i bunnen av konverteren, slik at åpningene 9 og 10 i kanalen står i forbindelse med hverandre og danner en lukket sløyfe 8.

Driften av apparatet vil også forklares ved hjelp av følgende eksempler som illustrerer oppfinnelsen..

Eksempel 1

Det er kjent at man kan raffinere stål og jern med kalk og jernoksyd for å minske fosforinnholdet. Dette eksempel beskriver hvordan kalk og jernoksyd kan innføres og emulgeres i smeltet metall. I eksemplet besto det smeltede •metall av smeltet råjern. Pulveret brukt i eksemplet inneholdt 80 vekt-% kalsiumoksyd og 20 vekt-% jernoksyd (Fe20-j) . 1,08 vekt-% av partikler hadde en større størrelse enn 1,00 mm og 14,58 vekt-% hadde en mindre størrelse enn 0,06 mm. Således hadde 84,34 vekt-% av blandingen partikkelstørrelser mellom 0,06 og 1,00 mm. Der fantes i blandingen ikke større partikler enn 1,5 mm.

Behandlingen ble.utført i et apparat av den art som skjematisk er vist på fig. 1 og 2. 5 tonn smeltet råjern ble innført i konverteren, man satte igang induksjonsoppvarming og man innførte til dysen 14 en strøm av argon med en hastighet av 4 liter pr. minutt. Ved å tilføre elektrisk energi til induksjonsviklinger 12, økte man temperaturen av råjern i konverteren, og når temperaturen av hovedmassen av råjern i konverteren hadde nådd 1500°C, dispergerte man i argonblandingen kalsiumoksyd og jernoksyd i en ikke på figurene vist pulverfordeler, og suspensjonen ble matet gjennom en ledning til dysen 14, og inn-ført gjennom dysen i det smeltede metall i konverteren. På den måte ble 170 kg av blandingen av kalsiumoksyd og jernoksyd innført og emulgert i det smeltede råjern i konverteren i løpet* av 15 minutter. Under denne behandling ble temperaturen av det smeltede råjern i konverteren kontrollert og holdt omtrent konstant ved å innstille den elektriske energi levert til induksjonsenheten som omsluttet oppvarmingssonen i kanalen 8a. Ved slutten av behandlingstiden var temperaturen av råjern l497°C. Man fortsatte å blåse argon i ytterligere 15 minutter og ovnen ble deretter vippet- og tappet gjennom tappehullet 15.

Eksempel 2

Dette eksempel beskriver bruken av apparatet ifølge oppfinnelsen for avkulling av råjern ved hjelp av jernmalmkonsentrat. Apparatet var det samme som det som var brukt i eksempel 1. Konverteren ble beskikket med ca. 4,5 tonn smeltet råjern med følgende sammensetning i vekt-%: 3,63 % C, 1,64 % Si, 0,21 % Mn, 0,008 % P, 0,009 % S, resten jern og tilfeldige forurensninger. Temperaturen av råjern i konverteren ble hevet til l480°C ved å levere elektrisk energi til induksjonsviklinger 12. En suspensjon av magnetittmalmkonsentrat (Fe^O^) i argon ble innført gjennom dysen i løpet av tilsammen 135 minutter. En total mengde av 1250 kg Pe^O^ ble innført og emulgert i jernet i konverteren. Temperaturen av metallet i konverteren ble kontrollert og holdt godt over likvidustemperaturen for å sikre at dysen ikke ble blokkert med størknet metall. Den elektriske energi varierte fra ca. 600 kW til ca. 1000 kW, slik at temperaturen av det smeltede metall varierte fra ca. 1420 til ca. 1520°C. Det i konverteren før tappingen erholdte stål hadde følgende sammensetning i vekt: 0,73 % C, 0,01 % Si, 0,01 % Mn, 0,008 % P, 0,010 % S, rest jern og tilfeldige forurensninger. Dette eksempel viser at stål kan fremstille.s på hensiktsmessig måte ved å innføre et jernmalmkonsentratpulver i smeltet råjern i et åpparat ifølge oppfinnelsen.

Avkullingen av råjern ved innføring av en pulver-suspensjon i argon ble med hell gjentatt flere ganger, idet man brukte den samme metode som beskrevet i eksempel 2. Disse for-søk viste imidlertid ikke bare at de ønskede metallurgiske reaksjoner fant sted, men de ga også en betydelig praktisk erfaring. Det ble således klart at det var fordelaktig å ha et større fritt rom enn det som svarte til halvparten av høyden av konverteren. Man konstaterte også at lokal erosjon og svikt av den tynne foring i oppvarmingskanalen krevet at hele konverteren måtte tømmes for å hindre alvorlige skader. For å.elimi-nere disse og andre ulemper av det på fig. 1 og 2 viste apparat, konstruerte man den på fig. 3 viste utførelsesform.

Det på fig. 3 viste apparat svarer i vesentlige deler til det skjematisk på fig. 1 og 2 viste apparat. Således omfatter den på fig. 3.viste reaktor en vippbar konverter-beholder 1' med en stålmantel 2' og en ildfast foring 3'. Akseltapper av konverterbeholderen 1'- er betegnet med 4'.

Bunnen av konverteren er betegnet med 7', dens tappehull med 15' og skyveplaten for tappehullet med 16'. Chargeringsåpningen av konvertere'n er betegnet med 17'. Tappehullet 15' er anbragt på den side av konverteren som kan betegnes som frontside. Den motsatte side kan følgelig betegnes som bakside, og den er betegnet med;23. I et skrånende forbindelsesparti 13' mellom den rette bakside 23 og bunndelen 7' er anordnet en dyse 14"' som fortrinnsvis er anordnet asymmetrisk i forbindelsespartiet 13' i forhold til konverterens symmetriplan. Ved det nederste punkt av konverterbeholderen er dessuten anordnet en oppvar-mingssløyfe omfattende en oppvarmingskanal 8a' med en induk-sjonsvikling 12' hvis konstruksjon ikke er detaljert vist på fig. 3.

Konverterbeholderen 1' består av tre hoveddeler, nemlig en toppkonus 20, et sylindrisk legeme 21 og et bunnrom 22 som virker som reservoar for det smeltede metall som skal behandles i apparatet. Toppkonusen 20 er utformet som en skjev avkortet kjegle. Den sirkulære munning 17' av konusen bestemmer størrelsen av toppen av konusen, og forbindelsen med det sylindriske legeme 21 bestemmer størrelsen av dens bunn. Nærmere bestemt er en side av toppkonusen i henhold til den viste utførelsesform helt rett og den danner et topp-parti av den rette bakside 23 av konverteren. Den motsatte vegg av toppkonusen 20, frontveggen 24, er derimot skarpt hellende på en ved konverterkonstruksjoner i og for seg kjent måte.

Det samlede volum av det sylindriske legeme 21 og toppkonusen 20 er tilstrekkelig til å oppta det voluminøse skum som kan dannes i reaktorbeholderen når man utfører visse metallurgiske reaksjoner, f.eks. reaksjonen som finner sted når en pulvermalmsuspensjon innføres i en jernsmelte som.har et. høyt karboninnhold og-emulgeres i smeiten. I den øvre del av frontveggen av det sylindriske legeme 21, like under den hellende frontvegg 28 av toppkonusen 20 er anordnet tappehullet 15' forsynt med en skyveplate 16'.

Bunnrommet 22 opptar hele det smeltede metall som

skal behandles i konverterbeholderen. Den tenkte øvre overflate av det smeltede metall i konverteren 1' som skal løftes til den på fig. 3 viste arbeidsstilling, er betegnet med 25. Den funk-sjonelle form av bunnrommet 22 er erholdt ved å kutte fronten av bunnpartiet rett av, slik at det oppstår en skrånende, flat frontvegg 26 som stikker frem fra den nedre kant av frontveggen 28 av den sylindriske del- helt til det nederste punkt av

konverterbeholderen. I den nederste del av nevnte frontvegg 26 i bunnrommet 22 slutter oppvarmingskanalen•8a', hvis to utløp er betegnet med 9' og 10'. Oppvarmingskanalen 8a'- er anordnet perpendikulært til den skrånende vegg 26, og symmetriaksen er rettet mot et punkt på den motsatte vegg av bunnrommet 22. Den del av den skrånende frontvegg av bunnrommet 22 som ligger over utløpene 9' og 10' av oppvarmingskanalen 8a' i veggen 26, d.v.s. rommet mellom disse utløp 9', 10' og frontveggen 2 8 av det sylindriske legeme 21, er betegnet med 27. Dette veggparti 27, sammen med frontveggen 28 av det sylindriske legeme og frontveggen 24 av konusen, vil danne et basseng 30 som avgrenser i det minste et volum svarende til volumet av bunnrommet 22. Dette betyr at bassenget 30 kan oppta hele det smeltede metall i bunn-,rommet 22 ved å vippe konverteren til en stilling bestemt av de tenkte overflater betegnet med 31a og 31b. I denne stilling ligger utløpene 9' og 10' av kanalen 8a' fritt over overflaten 31a, hvilket er viktig dersom den tynne foring av oppvarmingskanalen 8a' skulle svikte.

Når konverteren skal tappes, vippes konverteren om en akse som løper gjennom akseltappene 4', slik at den tenkte overflate av det smeltede metall inntar den med 32 betegnede stilling. Oppvarmingskanalen 8a' er under tappeprosessen normalt fylt med smeltet metall,.som fremgår av fig. 3, men også aoppvarmingskanalen 8a' kan tømmes gjennom åpningen 17' ved å vippe konverteren ytterligere. Under lengre avbrudd av behand-lingsprosessen, f.eks. når man tar ut og analyserer prøver, blir konverteren vippet til en stilling som svarer til den med 33 betegnede tenkte overflate av det smeltede metall. I denne stilling ligger såvel dysen 14' som tappehullet 15' over metalloverflaten. Innføringen av gass gjennom dysen 14' kan således avbrytes ved normale driftsavbrudd, og samtidig kan man hindre frysing av tappehullet 15'. Temperaturen av det smeltede metall, hvis tenkte overflate er betegnet med 33, blir opprett-holdt under disse avbrudd ved hjelp av oppvarmingskanalen 8a', og en passende mengde elektrisk energi tilføres til induksjonsviklinger 12' for dette formål.

Dysen 14' er rettet mot et punkt over utløpene 9', 10' av oppvarmingskanalen 8a'. Nærmere bestemt er den rettet mot et punkt som ligger omtrent i forbindelsesområdet mellom frontveggen 28 av det sylindriske legeme 21 og frontveggen 26 av bunnrommet 22. Ved denne anordning vil fluidum innført gjennom dysen' 14 ' strømme gjennom bunnrommet 22 omtrent perpendikulært til symmetriaksen av oppvarmingskanalen 8a'. Derved oppnår man en effektiv vekselvirkning mellom varmestrømmen fra oppvarmingskanalen 8a' og den kolde strøm fra dysen 14'.

Vekselvirkningen mellom dysen 14' og oppvarmingskanalen 8a' oppnådd i det på fig. 3 viste apparat, er felles med de resultater som erholdes med det skjematisk på fig. 1 og 2 viste apparat.' Med det på fig. 3 viste apparat, oppnår man imidlertid en rekke fordeler som ikke oppnås med det på fig. 1 og 2 viste apparat. Således oppnår man et større volum, d.v.s. en større klaring for skummende slagg. Hvis et lokalt gjennom-brudd skjer i oppvarmingskanalen, kan hovedmassen av det smeltede metall overføres til et trygt sted i konverterbeholderen, slik at bare en mengde svarende til volumet av oppvarmingskanalen går tapt. Dette er viktig av sikkerhetsgrunner og andre årsaker. Med den forbedrede utførelsesform er det også mulig å minske den totale relative høyde av konverteren, og samtidig kan man øke dybden av smeltet metall under tappingen. Dessuten er det lett mulig å holde metallet i konverteren i varm tilstand under lengre driftsavbrudd og samtidig å ha dysen eller dysene og tappehullet liggende frie over overflaten av metallet i konverteren.

Claims (11)

1. Apparat for behandling av smeltet metall ved inn-føring av en suspensjon eller annet fluidum i det smeltede metall, hvilket apparat omfatter en vippbar konverter med ildfast foring og med et tilstrekkelig stort fritt rom (20, 21) over overflaten (25) av det smeltede metall for å tillate spruting og skumming under driften, hvilket frie rom har en høyde som er minst like stor som dybden av det smeltede metall under drift, karakterisert ved at apparatet er forsynt med en dyse (14, 14') for innføring av en suspensjon eller annet fluidum i konverteren, hvilken dyse strekker seg gjennom bunnen eller veggen av konverteren ved en høyde som ligger under overflaten av det smeltede metall som skal behandles når

konverteren er reist til vertikal stilling, minst en kanal (8a, 8a') i væskeforbindelse med konverteren og forsynt med minst on oppvarmingssone i en avstand fra konverteren, hvilken kanal munner ut i konverteren ved en høyde som ligger under overflaten ■ av det smeltede metall når ko.iverteren er reist til vertikal stilling, idet oppvarmingssonen er forsynt med oppvarmingsorganer (12, 13') for oppvarming av innholdet i sonen ved elektrisk induksjonsoppvarming i en slik grad at en temperaturgradient tilveiebringes mellom innholdet i sonen og innholdet i konverteren.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at dysen er slik anordnet og rettet at fluidum innført gjennom dysen ikke trenger inn i oppvarmingssonen.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at dysen og oppvarmingskanalen er anordnet motsatt hverandre i bunnrommet (22) av konverteren.

4. Apparat ifølge krav 1-3, karakterisert ved at dysen er slik rettet at faste partikler medrevet av bærefluidum og innført gjennom dysen vil stryke over et område utenfor kanalåpningen uten å trenge inn i oppvarmingssonen.

5. Apparat ifølge krav 1-4, karakterisert ved at konverterbeholderen er vippbar på en slik måte at smeltet metall kan fjernes fra selve konverterrommet uten å fjerne smeltet metall fra oppvarmingssonen.

6. Apparat ifølge krav 1-5, karakterisert ved at kanalen er en del av en sløyfe (8, 8').

7- Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at åpningene (9, 10, 9', 10') i kanalen i konverterveggen eller bunnen befinner seg i samme høyde.

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at oppvarmingssonen i kanalen er fullstendig omgitt av induksj onsoppvarmingsviklinger.

9- Apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at konverterens bunndel avsmalner mot dens dypeste parti (11) og at kanalen munner ut i området for den avsmalnende bunns dypeste parti.

10. Apparat ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at bunnen av konverteren skråner mot den side av konverteren hvor kanalen er anordnet.

11. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at tappehullet er anordnet i konverterens dypeste parti når konverteren er tippet til horisontal stilling.