NO831649L

NO831649L - PROCEDURE FOR AA REDUCING SLAUGHTER OF TAPE BY TAPPING METAL FROM OVEN

Info

Publication number: NO831649L
Application number: NO831649A
Authority: NO
Inventors: James Guy Bassett Jr; William Mellom Kennan; Sheldon Mcgarry
Original assignee: Uss Eng & Consult
Priority date: 1982-05-10
Filing date: 1983-05-10
Publication date: 1983-11-11
Also published as: JPS5952189A; EP0094241B1; FI73739C; DE3361476D1; EP0094241A1; YU102483A; HU187077B; AR231706A1; FI831624A0; CA1218846A; ES522241A0; FI73739B; KR840004786A; IN159857B; AU552735B2; ES8404415A1; FI831624L; ATE16945T1; BR8302426A; AU1443583A

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å minske med-føring av slagg ved tapping av smeltet metall fra en ovn. The invention relates to a method for reducing entrainment of slag when pouring molten metal from a furnace.

Det er ønskelig for å forbedre utvinning av tilset-ninger til støpeøsen og for å forbedre kontrollen med desoxydasjonen ved fremstilling av stål å redusere med-føringen av slagg med det smeltede metall til et minimum efterhvext som metallet tappes fra ovnen. Forskjellige stengeinnretninger er blitt anvendt for å tilstoppe tappehullet i BOP- og Q-BOP-ovner for å hindre drenering av slagg ved begynnelsen av tappingen når ovnen først tippes nedad for å tømme ut metallet. Imidlertid går mesteparten av slaggen over i støpeøsen på grunn av at den blir oppfanget med metallet i en hvfirvel som dannes ved innløpet til tappehullet når den siste porsjon av metall tappes fra ovnen. It is desirable to improve recovery of additions to the ladle and to improve the control of deoxidation in the production of steel to reduce entrainment of slag with the molten metal to a minimum after the metal is drawn from the furnace. Various closure devices have been used to plug the tap hole in BOP and Q-BOP furnaces to prevent slag drainage at the beginning of tapping when the furnace is first tipped downwards to discharge the metal. However, most of the slag goes into the ladle because it is caught with the metal in an eddy that forms at the entrance to the tapping hole when the last portion of metal is tapped from the furnace.

To forskjellige metoder er blitt fulgt for å løse det sistnevnte problem. Ifølge én av disse metoder blir en innretning som befinner seg på utsiden av ovnen, benyttet for fysikalsk å avstenge strømmen når slaggen begynner å strømme ut av tappehullet. En annen metode har vært i ovnen å inn-føre en flytbar stenginnretning som flyter på slagg-metallgrenseflaten og blir plassert i tappehullet. Disse flytbare stengeinnretninger oppviser imidlertid den ulempe at de er tilbøyelige til å sveises fast til tappehullsveggen og er vanskelige å fjerne og krever utbrenning .med en oxygenlanse. Dette øker også slitasjen av selve tappehullet. Eksempler Two different methods have been followed to solve the latter problem. According to one of these methods, a device located on the outside of the furnace is used to physically shut off the flow when the slag starts to flow out of the tapping hole. Another method has been to introduce in the furnace a floating rod device which floats on the slag-metal interface and is placed in the tapping hole. However, these floating closure devices have the disadvantage that they tend to be welded to the tap hole wall and are difficult to remove and require burning out with an oxygen lance. This also increases the wear and tear of the drain hole itself. Examples

på tidligere flytbare stengeinnretninger er vist i Stahl und Eisen, 90, s. 257-263,og i japansk patentsøknad 47-20803. on earlier floating closing devices is shown in Stahl und Eisen, 90, pp. 257-263, and in Japanese patent application 47-20803.

Det tilveiebringes ifølge oppfinnelsen en fremgangsmåte for å redusere medføringen av slagg ved tapping av smeltet metall fra en ovn gjennom et tappehull til et minimum, hvor det på overflaten av According to the invention, a method is provided for reducing the entrainment of slag when tapping molten metal from a furnace through a tapping hole to a minimum, where on the surface of

smeltet slagg og metall i ovnen og innenfor et område over tappehullet slippes ned et legeme med en densitet som ligger mellom densiteten for det smeltede metall og slaggen i ovnen og har et tverrsnitt med en minste dimensjon som er større enn den største dimensjon av tverrsnittet for tappehullets åpning, smeltet metall tappes fra ovnen gjennom tappehullsåpningen, og strømmen gjennom tappehullet blir der- molten slag and metal in the furnace and within an area above the tapping hole a body is dropped with a density that lies between the density of the molten metal and the slag in the furnace and has a cross section with a smallest dimension that is greater than the largest dimension of the cross section of the tapping hole opening, molten metal is drawn from the furnace through the draw hole opening, and the flow through the draw hole is there-

efter stengt for å hindre at slagg føres med på metallet som allerede er blitt tappet fra ovnen, og fremgangsmåten er særpreget ved at det anvendes et legeme med likesidede, generelt plane flater med skjæringslinjer som er innrettet til å komme på plass i tappehullet slik at after being closed to prevent slag being carried onto the metal that has already been tapped from the furnace, and the method is characterized by the use of a body with equilateral, generally flat surfaces with intersecting lines that are arranged to fit into the tapping hole so that

legemet stenger 20-80% av tappehullsåpningen når legemet kommer på plass i tappehullsåpningen, og ved at tilstanden for strømmen som kommer fra tappehullet overvåkes for å oppnå en indikasjon på utvidelse av strømmen når legemet kommer på plass i tappehullet. the body closes 20-80% of the tapping hole opening when the body comes into place in the tapping hole opening, and in that the state of the current coming from the tapping hole is monitored to obtain an indication of the expansion of the current when the body comes into place in the tapping hole.

For anvendelse ved fremstilling av stål er et legeme med en densitet av 3320-6090 kg/m 3 foretrukket. Legemet er laget av et materiale som er i det vesentlige uoppløselig i det smeltede metall og i slaggen. For use in the production of steel, a body with a density of 3320-6090 kg/m 3 is preferred. The body is made of a material which is essentially insoluble in the molten metal and in the slag.

Legemet har fortrinnsvis en største dimensjon i en hvilken som helst retning av 13-30 cm og er innrettet for å stenge 20-80% av en rund tappehullsåpning med en diameter av 10-25 cm når en skjæringslinje for legemets flater befinner seg sentralt i dette. Når sluttmengden av metall begynner å strømme ut gjennom ovnen, vil legemet således være til-bøyelig, til å bli plassert i tappehullet og forårsake at strømmen vil vide seg ut da hullet bare er delvis blokkert. Denne utvidede strøm virker som et signal for ovnsoperatøren om at slagg snart vil begynne å strømme. Operatøren kan således stenge strømmen og hindre at slagg føres med på metallet i tappeøsen. En hovedfordel ved den for ut-førelsen av den foreliggende fremgangsmåte anvendte poly-edriske innretning er at den ikke blir permanent anbragt i tappehullet og at det ikke er nødvendig å brenne denne ut med en oxygenlanse for å fjerne den fra tappehullet. The body preferably has a largest dimension in any direction of 13-30 cm and is arranged to close 20-80% of a round tap hole opening with a diameter of 10-25 cm when a line of intersection of the surfaces of the body is centrally located therein . When the final amount of metal begins to flow out through the furnace, the body will thus tend to be placed in the tapping hole and cause the flow to widen as the hole is only partially blocked. This extended flow acts as a signal to the furnace operator that slag will soon begin to flow. The operator can thus shut off the flow and prevent slag being carried onto the metal in the ladle. A main advantage of the polyhedral device used for carrying out the present method is that it is not permanently placed in the tapping hole and that it is not necessary to burn it out with an oxygen lance to remove it from the tapping hole.

Legemet kan ha flater som alle har samme form og stør-relse. En kuboid form er fortrukken. Legemet kan være laget av et ildfast materiale med faste metallpartikler fordelt i dette for å øke dets densitet. Metallpartiklene kan være hagl eller fibre eller blandinger av disse, idet fibrene vil å øke legemets kohesjon. Carbonstålhagl blir fortrinnsvis anvendt, mens fibrene er av rustfritt stål. The body can have surfaces that all have the same shape and size. A cuboid shape is preferred. The body can be made of a refractory material with solid metal particles distributed in it to increase its density. The metal particles can be hail or fibers or mixtures of these, as the fibers want to increase the body's cohesion. Carbon steel shot is preferably used, while the fibers are made of stainless steel.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet ved hjelp avThe invention will be described in more detail by means of

et eksempel under henvisning til de ledsagende tegninger, hvorav an example with reference to the accompanying drawings, of which

Fig. 1 viser et tverrsnitt av en ovn som er tippetFig. 1 shows a cross-section of an oven that has been tipped

til tappestilling for å tappe smeltet metall gjennom et tappehull i ovnen, og anbringelsen av en flytende stenge-innretning er vist, og to tapping position for tapping molten metal through a tapping hole in the furnace, and the arrangement of a floating shut-off device is shown, and

Fig. 2 viser skjematisk hvorledes den flytende stenge-innretning hviler i tappehullet. Fig. 2 shows schematically how the floating closing device rests in the tapping hole.

På Fig. 1 er en stålproduksjonskonverter 10 vist med en ildfast foring 12 og et tappehull 14 anordnet nær kon-verterbeholderens munning 16. Beholderen er vist tippet nedad fra sin normale opprettstående stilling, slik at smeltet metall 18 og slagg 20 vil tappes fra beholderen. En kube 22 flyter på slagg-metallgrenseflaten under tappingen. På Fig. 2 er kuben 22 vist anbragt i tappehullet ,24 slik In Fig. 1, a steel production converter 10 is shown with a refractory lining 12 and a drain hole 14 arranged near the mouth of the converter vessel 16. The vessel is shown tipped downwards from its normal upright position, so that molten metal 18 and slag 20 will drain from the vessel. A cube 22 floats on the slag-metal interface during tapping. In Fig. 2, the cube 22 is shown arranged in the tapping hole 24 as follows

at den bare delvis stenger tappehullsåpningen. For et tappehull med en diameter på 15 cm har en kube på 18 eller 20 cm på hver flate vist seg å virke tilfredsstillende. that it only partially closes the drain hole opening. For a drain hole with a diameter of 15 cm, a cube of 18 or 20 cm on each face has been found to work satisfactorily.

Den vil stenge ca. 40% av tverrsnittet for et tappehull med en diameter av 15 cm. It will close approx. 40% of the cross-section for a tapping hole with a diameter of 15 cm.

Kuben kan være laget av et hvilket som helst ildfast materiale som i det minste er så motstandsdyktig mot opp-løsning i metallet og slaggen at de minste dimensjoner som er nødvendige for at kuben skal kunne holdes på plass i tappehullet, blir tilfredsstillende opprettholdt. Et-støp-bart ildfast materiale er foretrukket. 18 cm kuber med en densitet av 4150-4710 kg/m<3>er blitt anvendt selv om en hvilken som helst densitet som ligger mellom densiteten for slaggen og for metallet, bør være tilstrekkelig. For eksempel har smeltet stål en densitet av ca. 6920 kg/m 3, mens stålproduksjonsslagg har en densitet av ca. 2770 kg/m 3. Nedenfor er gjengitt eksempler på blandinger som er blitt anvendt for å fremstille typiske kuber: The cube may be made of any refractory material which is at least so resistant to dissolution in the metal and slag that the smallest dimensions necessary for the cube to be held in place in the tapping hole are satisfactorily maintained. A castable refractory material is preferred. 18 cm cubes with a density of 4150-4710 kg/m<3> have been used although any density between the density of the slag and that of the metal should be sufficient. For example, molten steel has a density of approx. 6920 kg/m 3, while steel production slag has a density of approx. 2770 kg/m 3. Below are examples of mixtures that have been used to produce typical cubes:

• TABELL I• TABLE I

Kube A: 18 cm på hver side med en densitet av 4150 kg/m<3>Cube A: 18 cm on each side with a density of 4150 kg/m<3>

Kube B: 18 cm på hver side med en densitet av 4170 kg/m<3> Cube B: 18 cm on each side with a density of 4170 kg/m<3>

Stålhaglen er av en type som er lett tilgjengelig og anvendes for å øke kubens densitet. Jernmalm anvendes da den reagerer med carbon i stålbadet og antyder hvor den ned-dykkede kube befinner seg. Fibrene av rustfritt stål er tilbøyelige til å binde det ildfaste materiale og hindre at kuben brytes istykker for tidlig. Det er selvfølgelig ønskelig fullstendig å tørke kubene for å fjerne fuktighet som ellers ville ha reagert med metallet og forårsaket at kubene ville ha sprukket og blitt brutt i stykker. The steel shot is of a type that is easily available and is used to increase the cube's density. Iron ore is used as it reacts with carbon in the steel bath and indicates where the submerged cube is located. The stainless steel fibers tend to bind the refractory material and prevent the cube from breaking into pieces prematurely. It is of course desirable to completely dry the cubes to remove moisture that would otherwise have reacted with the metal and caused the cubes to crack and break into pieces.

Det er av viktighet at kuben slippes ned i et begrenset område over tappehullet for å sikre at kuben vil bli ført med av strømmer av smelte i metallet under tappingen til et område direkte over tappehullet slik at den vil bringes på plass i dette. Det har vist seg at vinkelen for den nedad-rettede tipping av BOP- eller Q-BOP-ovnen ved slutten av tappingen vil variere fra 88 til 103° i forhold til vertikalen dersom ovnen tippes for å oppnå maksimal tappehastighet for metallet. Vinkelområdet skyldes forskjellige variable, som erosjon av ovnsforingen og akkumulering av fast slagg eller metall ved ovnsmunningen. Det har vist seg at rimelige anslag hva gjelder plasseringen av tappehullet kan gjøres ved å beregne tappehullets horisontale avstand fra dreietappene for forskjellige tippevinkler for ovnen. Plasseringen av tappehullet fra dreietappene ved slutten av tappingen vil variere over ca. 1,2 m. Det har således vist seg best å innføre kuben i midten av den beregnede avstand på 1,2 m. Dette kan gjøres ved hjelp av forskjellige midler fra gulvnivået på et sted nær ovnsmunningen. It is important that the cube is dropped into a limited area above the tapping hole to ensure that the cube will be carried by currents of melt in the metal during tapping to an area directly above the tapping hole so that it will be brought into place therein. It has been found that the angle of the downward tipping of the BOP or Q-BOP furnace at the end of tapping will vary from 88 to 103° relative to the vertical if the furnace is tipped to achieve maximum metal tapping speed. The angular range is due to various variables, such as erosion of the furnace lining and accumulation of solid slag or metal at the furnace mouth. It has been shown that reasonable estimates regarding the location of the drain hole can be made by calculating the horizontal distance of the drain hole from the pivots for different tilting angles for the furnace. The location of the tapping hole from the pivots at the end of tapping will vary over approx. 1.2 m. It has thus proved best to introduce the cube in the middle of the calculated distance of 1.2 m. This can be done using various means from the floor level in a place near the mouth of the furnace.

Kuben bør også innføres i ovnen like før en hvirvel dannes efterhvert som sluttmengden av metallet begynner å bli tappet ut. Denne tid kan beregnes ut fra den anslåtte metallmengde i ovnen og tappehullets størrelse og form i forhold til metallbadet for å komme frem til en kritisk metallmengde som er tilbake i ovnen når hvirveldannelsen begynner. Denne kritiske mengde kan beregnes for vanlige BOP- eller Q-BOP-stålproduksjonsbeholdere ut fra en formel. Det foretrekkes normalt å tilsette kuben i løpet av en be-regnet tid på 1 til 2 minutter før alt metall er blitt tappet fra ovnen. The cube should also be introduced into the furnace just before a swirl is formed as the final amount of metal begins to be tapped out. This time can be calculated based on the estimated amount of metal in the furnace and the size and shape of the tapping hole in relation to the metal bath to arrive at a critical amount of metal that is back in the furnace when the vortex formation begins. This critical quantity can be calculated for common BOP or Q-BOP steel production vessels from a formula. It is normally preferred to add the cube during a calculated time of 1 to 2 minutes before all the metal has been drained from the furnace.

Claims

1. Method for reducing entrainment of slag when tapping molten metal from a furnace through a tapping hole therein, where a body with a density that lies between the density of the molten metal and the density of the slag in the furnace and has a cross section with a smallest dimension that is larger than the largest dimension of the cross section of the tapping hole opening, molten metal is tapped from the furnace through the tapping hole opening, and the flow through the tapping hole is closed to prevent slag is transferred onto the molten metal that has already been tapped from the furnace, characterized by the use of a body with equilateral generally flat surfaces whose intersection lines are such that they will be able to rest in the tapping hole so that the body closes 20-80% of the tapping hole opening when the body rests in the tap hole opening, and that the condition of the current coming out of the tap hole is monitored to obtain an indication of spread of the current when the body rests in the tapping hole.

2. Method according to claim 1, characterized in that a poly is used sober body.

3. Method according to claim 2, characterized by the use of a cuboid body.

4. Method according to claim 3, characterized in that the body is a cube.