NO833910L - Anlegg for regulering av tilfoerselen av fast materiale til et metallbad via en blaaselanse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et anlegg for å regulere til-

førselen av faste materialer via en lanse som forsyner et metallbad, spesielt et smeltebad for å raffinere dette. Oppfinnelsen angår spesielt et anlegg som er innrettet for

å innføre granulert, brennbart materiale ved hjelp av en nøytral bærergass i metallet for å raffinere dette i til-knytning til LD-, LD-AC- eller LBE-prosessene.

Det finnes kjente fremgangsmåter for å oppkulle metallbad ved tilsetning av carbon ovenfra. Således er i fransk patentskrift 2459835 blåsing av kalsiumcarbid på badover-flaten beskrevet under anvendelse av raffineringsoxygen som bærer for carbidet. Det viser seg at carbidet som føres med av oxygenet, ikke oxyderes i strålen, i motsetning til hva som var å forvente. På den annen side er carbidene oppnådd ved reaksjoner som forbruker store energimengder,

og dette utelukker en slik fremgangsmåte i en tid hvor energi er kostbar.

Det vil derfor være logisk å forsøke å utnytte carbon

i form av antrasitt, koksstøv eller et annet egnet carbonholdig materiale. I dette tilfelle er det mindre sannsynlig at det vil være mulig å benytte påblåsing på den måte som er beskrevet i fransk patentsøknad 2459835, uten at en for tidlig oxydasjon vil finne sted, eventuelt i form av en kraftig for-brenning som virker ødeleggende på utstyret. Det er derfor nødvendig å injisere det carbonholdige materiale ved hjelp av en ikke brennbar gass og eventuelt å opprette et beskyttende gassteppe mellom strømmen av carbonholdige materialer og strålene nær raffineringsoxygenet.

Det har ifølge oppfinnelsen vist seg at for å oppnå en god absorpsjon av det carbonholdige materiale i badet er det nødvendig at dette ikke bare oppviser nøyaktig bestemte konsentrasjoner av oxygen og carbon, men det er også nødvendig at det carbonholdige materiale har en kinetisk energi som ved utløpet av lansen er tilstrekkelig til at det vil trenge inn i badet. Denne høye kinetiske energi som likeledes er nødvendig for å unngå en for tidlig for-brenning av det carbonholdige materiale over badet, oppnås ved hjelp av en sterk gasstrøm. Da denne stråle av nøytral gass virker avkjølende, er det nødvendig å innføre den nød-vendige mengde carbonholdig materiale i badet i løpet av en påblåsingstid som er så kort som mulig. En gasstråle med høy konsentrasjon av faste materialer vil imidlertid bevirke problemer i forbindelse med tilstopning av tilførselsled-ningene og lansens blestrør.

Behovet for å oppkulle badet i løpet av kort tid blir dessuten forsterket dersom det av prismessige grunner velges å benytte nitrogen som bærergass. Nitrogenstrålen vil i virkeligheten slå kraftig mot metallbadets overflate i den umiddelbare nærhet av raffineringsoxygenet. Det er videre velkjent at oppløsningsgraden for nitrogen i flytende stål øker med temperaturen.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe et anlegg for hurtig og ovenifra å injisere en stor mengde av granulært, brennbart materiale i et metallbad.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved hjelp av

et anlegg som virker som et reguleringssystem som omfatter minst én trykkgasskilde, en krets for tilførsel av carbonholdig materiale suspendert i en gass, minst en krets for tilførsel av en spylegass, anordninger for dosering av forskjellige utløpsmengder av gass og carbonholdig materiale og anordninger for adskilt eller sammen å forbinde de nevnte kretser med en ledning som ligger inntil lansen.

De foretrukne utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse er angitt i de uselvstendige patentkrav.

Andre særtrekk og fordeler ved oppfinnelsen vil frem-

gå av beskrivelsen av det prinsippskjerna som er vist på

Fig. 1 som viser en mulig utførelsesform for regulerings-anlegget for forsyning av lansen.

På Fig. 1 er vist en blåselanse 1 som kan utgjøres av

en flerstrømslanse som samtidig er istand til å forsyne badet med oxygen og granulært materiale, som beskrevet f.eks.

i luxembourgsk patentsøknad 84176, eller lansen kan være en énstrømslanse for bare å injisere det granulære materiale i badet. I det sistnevnte tilfelle vil raffineringsoxygenet og eventuelt oxygen for efterforbrenning bli tilført via en egen lanse. Lansen 1 er anordnet på en hurtigfeste-

innretning 2 festet til en vogn eller enhver annen beveg-

bar innretning (ikke vist) som anvendes for å bringe lansen i den ønskede avstand fra badets overflate. Festeinnret-ningen er forbundet med en montasje 5 av stive rør 3 og ledd 4 som er kjente under betegnelsen "saks", og med en sikker-hetsanordning 6 som påviser eventuell lekkasje i lansens 1 legeme. Påvisningen av lekkasjer er spesielt viktig for flerstrømslanser som samtidig tilfører det brennbare materiale som normalt er slipende, og forbrenningsmidlet og kan f.eks. oppnås ved hjelp av en kappe som er fylt med et fluidum som omgir ledningen for det carbonholdige materiale i lansen, og en trykkmåleinnretning som overvåker fluidumtrykket. Ved brudd vil trykkmåleinnretningen registrere en trykkforskjell som vil bli overført til sikkerhetsinnretningen 6 som stanser påblåsingen. Likeledes kan en kjølekrets anordnes for samtidig å oppnå et skille mellom ledningene for det brennbare materiale og forbrenningsmidlet, som beskrevet i luxembourgsk patentsøknad A733. Overvåkning av trykket i kjølekretsen vil likeledes muliggjøre påvisning av lekkasjer.

Saksen 5 kan om ønsket være forgrenet til kretsen 7 som tilfører det carbonholdige materiale, eller til kretsen 8 som tilfører spylegassen, ved påvirkning av elektromagnetiske ventiler hhv. 9 og 10.

Kretsen 8 tjener til å tilføre en bestemt argonmengde fra en kilde 30 eller en bestemt nitrogenmengde fra en kilde 31, til lansen 1 ved åpning/stengning av ventiler hhv. 21 og 22 for derved på tilstrekkelig måte å styre en méngderegulator

11. Regulatoren 11 omfatter i det vesentlige en trykkmåleinnretning 19, en innretning 18 for måling av trykkvariasjoner og en temperaturmåleinnretning 20 som står i forbindelse med hhv. transformatorer 17, 16 og 15 som transformerer de opp-fangede signaler til elektriske signaler som kan behandles i en regnemaskin 14. Denne bestemmer som funksjon av den foreliggende strømningsregulering for ovnen eller av ledningenes tilstopningstilstand det nødvendige utgangssignal som den overfører til en reguleringsventil 20 via en forsterker 13. Det bør bemerkes at for enkelhets skyld er regnemaskinen blitt tegnet på flere forskjellige steder (med henvisningstallene 14a og 14b). Mellom ventilen 22 og nitrogenkilden 31 er ventiler 24 og 26 og likeledes en trykkregulator 25 anordnet, idet den sistnevnte hindrer at kilden 31 vil tilføre for høye trykk til kretsen for tilførsel av spylegassen 8. En énveisventil 53 tjener til å hindre ethvert tilbakeslag fra kretsen for tilførsel av det carbonholdige materiale 7 til kretsen for tilførsel av spylegassen 8.

Kretsen 7 for tilførsel av det carbonholdige materiale er bare forbundet med nitrogenkilden 31 og omfatter i det vesentlige en utløpsregulator lia og likeledes bare inn-blåsingsslusekammer til en tannhulldoseringsinnretning 40. Slusekammeret gjør det mulig kontinuerlig å variere utløps-mengden av den blanding som skal innføres og dette ganske enkelt ved å påvirke rotasjonshastigheten for hjulet i tannhulldoseringsinnretning en 48. Utløpsmengden av bærergasser som strømmer gjennom blåselansen, kan på denne måte varieres uavhengig av mengden av fast materiale. Slusekammeret omfatter en ledning 41 som fører til trykksystemet for forrådet av carbonholdig materiale 47, og dessuten ledninger 4 2-46 som står i forbindelse med fluidiseringssystemet for det carbonholdige materiale. En måleinnretning 50 overvåker trykket i ledningene efter 'slusekammeret 4 0 og påvirker via en transformator 49 og en regnemaskin 14b rotasjonshastigheten for tannhullsdoseringsinnretningen 48. Regulatoren< "lia for; løpet fra'kretsen som tilfører det carbonholdige materiale 7, er utformet på lignende måte som regulatoren 11 som regulerer spylegasstrømmen, og elementene som oppfyller de samme funksjoner, er representert ved hjelp av de^ samme tall med tilføyelse av bokstaven a. Det bør bemerkes at det trykk som hersker i ledningen, registreres ved hjelp av en måleinnretning 19a oppstrøms for trykkregulatoren 25a og ventilene 24a og 26a og angir i praksis trykket i nitrogenkilden 31.

Det vil derfor være klart at istedenfor en eneste regnemaskin kan likeledes adskilte regnemaskiner anvendes i de foretrukne analoge tilfeller for å regulere utstrømnings-mengden av bærergassen for det carbonholdige materiale og for spylegassen og for å regulere tannhullsdoseringsinnretningen. I dette tilfelle er forsterkerne 13 og 13a erstattet med forsterker -regulatorer som mottar deres

signal fra regnemaskinen 14b som da regulerer konsentra-sjonen av fast materiale i gassen ved å påvirke forsterker-regulatoren 13a og rotasjonshastigheten for hjulet i doseringsinnretningen. Regnemaskinen 14b er da likeledes forbundet med forsterker-regulatoren 13 for å dosere spyle-gasstrømmen. En ytterligere koordinering mellom de forskjellige elementer av det monterte anlegg vil da en operatør kunne oppnå.

Det monterte anlegg omfatter dessuten flere manometere 51 og dessuten elektromagnetiske ventiler 52.

Systemet funksjonerer som følger:

Under oppkullingsfasen er ventilen 9 åpen, mens ventilen 10 er stengt. Den utstrømmende bærergassmengde og likeledes den utstrømmende mengde av carbonholdig materiale reguleres til de maksimumsverdier som er forlikelige med anleggets kapasitet (kilder, ledninger, slusekammer etc.)

og de metallurgiske krav (badets absorpsjonsevne for carbon etc).Når ledningene utsettes for en begynnende tilstopning som kan begynne i de ledninger som er anordnet nedstrøms for blåseslusekammeret til tannhullsdoseringsinnretningen, vil det trykk som registreres av måleinnretningen 50, øke og regnemaskinen 14 vil avgi et kommandosignal om at rotasjonshastigheten for doseringsinnretningens 48 hjul skal reduseres slik at mengden av fast materiale i gasstrømmen minsker.

Hvis trykket derefter faller, vil hjulets 48 rotasjonshastig-het på ny øke. I det motsatte tilfelle vil en ytterligere minskning av rotasjonshastigheten bli forlangt. Dersom de på hverandre følgende trinn med reduksjon av rotasjonshastigheten for hjulet 48 ikke vil gi som resultat at ledningene vil unngå tilstopning, vil regnemaskinen 14 avgi et kommandosignal om at kretsen 7 skal stenges, ventilen 9 skal stenges og ventilen 10 åpnes. Derefter blir reguleringsventilen 12 maksimalt åpnet slik at i overensstemmelse med åpning eller stengning av ventilene 21 og 22 nitrogenet eller argonet innføres under høyt trykk i saksen 5 og lansen 1. Dersom den ønskede fjernelse av avsetninger virker, reduseres trykket som måles av måleinstrumentet 50,og oppkullingen kan på ny ta til.

Mellom to oppkullingsoperasjoner er ventilen 9 stengt og ventilen 10 åpen og tillater en svak gasstrøm (nitrogen, fortrinnsvis argon) å sirkulere gjennom saksen 5 og lansen 1 på en slik måte at tilstopning av ledningene unngås som skyldes agglomerering av det carbonholdige materiale som er avsatt i rørene, eller en tilstopning ved lansens hode som er forårsaket av utstikningene.

Anleggets funksjon er blitt forklart i forbindelse med anvendelse av argon- eller nitrogenkilder. Det vil imidlertid være klart at en hvilken som helst gass kan anvendes som er forlikelig med de kjemiske krav, dvs. alle ikke oxyderende gasser, hvilket ikke ekskluderer anvendelse av resirkuler-ingsgass. Dessuten er trinnene for å løsne tilstopning av ledningene blitt beskrevet ved at de elektromagnetiske ventiler 9 og 10 åpnes hhv. stenges. Det er likeledes mulig samtidig å åpne ventilene 9 og 10 og å regulere de forskjellige utstrømningsmengder av gassformig materiale og fast materiale slik at disse vil bidra til den ønskede unn-gåelse av tilstopninger. Det kan også uten å avvike fra oppfinnelsens omfang avgis kommandosignaler til den elektromagnetiske ventil 10 ved hjelp av impulser. I det sistnevnte tilfelle er det nødvendig å velge såvel frekvensen som oppsetningstiden for kommandosignaler for åpning/ stengning av ventilen 10 på en slik måte at det .unngås at vibrasjoner oppstår i ledningene eller at for høye trykk vil oppstå som vil virke ødeleggende på materialet.

Claims (8)

1. Anlegg for å regulere tilførselen av fast materiale til en blåselanse for et metallbad, spesielt et smeltebad for å raffinere dette,

   karakterisert ved at det omfatter minst én trykkgasskilde, en tilfø rselskrets for carbonholdig materiale suspendert i en gass, minst én tilførselskrets for spylegass, innretninger for dosering av forskjellige mengder av gass og carbonholdig materiale og innretninger for separat eller sammen å forbinde de nevnte kretser med en ledning som munner ut i lansen.
2. 2. Anlegg ifølge krav 1,

   karakterisert ved at tilførselskretsen for carbonholdig materiale suspendert i en gass er forbundet med én av de nevnte gasskilder og omfatter en doseringsanr) ordning for gassmengden fulgt av et blåseslusekammer for en tannhullsdoseringsinnretning.
3. 3. Anlegg ifølge krav 2,

   karakterisert ved at rotasjonshastigheten for cellehjulet i tannhulldoseringsinnretningen er en funksjon av det trykk som hersker i ledningen anordnet ned-strøms i forhold til blåseslusekammeret for tannhullsdoseringsinnretningen.
4. 4. Anlegg ifølge krav 1,

   karakterisert ved at kretsen eller kretsene for tilførsel av spylegass er forbundet med én eller flere kilder for trykkgass og omfatter en gassmengdedoseringsinn-retning som utgjøres av en reguleringsventil og instrumenter for å måle temperaturen, trykket og trykkvariasjonen for gassen..
5. 5. Anlegg ifølge krav 4,

   karakterisert ved at en regnemaskin kommanderer åpningsgraden for reguleringsventilen som funksjon av gassens temperatur/ trykk og trykkvariasjon og dessuten som funksjon av anleggets funksjonsbestemmelse.
6. 6. Anordning ifølge krav 1,

   karakterisert ved at innretningene for separat eller sammen å forbinde tilførselskretsene for gass og carbonholdig materiale som er suspendert i en gass, med ledningen som er anordnet angrensende mot lansen, utgjøres av elektromagnetiske ventiler som fortrinnsvis er styrt av en datamaskin.
7. 7. Anlegg ifølge krav 1,

   karakterisert ved at ledningen som munner ut i lansen, utgjøres av stive rør og

   leddforbindelser.
8. 8. Anlegg ifølgekrav 1,

   karakterisert ved at det omfatter innretninger for å påvise lekkasje i lansens legeme eller i lansens hode og innretninger for å stanse blåseoperasj onen ved lekkasje.