PL113909B1

PL113909B1 - Method of frothing of liquid metallurgical slag and apparatus therefor

Info

Publication number: PL113909B1
Application number: PL1977202206A
Authority: PL
Original assignee: Arbed
Priority date: 1976-11-17
Filing date: 1977-11-17
Publication date: 1981-01-31
Also published as: DE2749557A1; SE7712865L; NL7712562A; CA1107511A; FR2371395A1; ATA788877A; ES464143A1; ES465369A1; MX147955A; BR7707645A; GB1581447A; AU508842B2; CS216910B2; PL202206A1; FR2371395B1; JPS5381496A; IT1088807B; US4123247A; AU3070677A

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób spieniania cieklego zuzla metalurgicznego, zwlaszcza zuzla wielkopiecowego, otrzymywanego podczas wytwa¬ rzania surówki tomasowiskiej.Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadzenie do spieniania cieklego zuzla metalurgicznego.W celu spieniania cieklego zuzla metalurgicznego komiecznym jest podzialanie na niego pewna okreslona iloscia wody, tak aby ta ilosc wody podczas pewnego okreslonego czasu byla stosowana zawsze w odpowiednim stosunku do poddawanej spienianiu ilosci zuzla.Proponowano juz rózne sposoby i urzadzenia do spieniania zuzla, przy czym jednym z nich jest tak zwany zeslizg spieniajacy, w którym zuzel dopro¬ wadzany w sposób ciagly, podobnie jak i woda, zsuwajac sie dzieki cienkiej warstwie wody na nachylonym zeslizgu, ulega stopniowo spienieniu, plynny zuzel ulega spienieniu pod wplywem zet¬ kniecia sie z masa wody, albo tez wydzielony juz pod dzialaniem strumienia wody strumien plynne¬ go zuzla ulega rozbiciu na drobne czastki, które podczas przelotu przez powietrze stykaja sie z woda i para wodna, staja sie porowate i ulegaja w znacznym stopniu zestaleniu.Tego rodzaju urzadzenia sluzace do spieniania kolejnych porcji cieklego zuzla, jaki podczas po¬ wolnego odlewania wyplywa w ciagu pewnego okresu czasu z pieca lub z kadzi, wykazuja w praktyce istotna wade, polegajaca na tym, ze 10 15 20 26 30 nie pozwalaja one prawie na zmienianie parame¬ trów spieniania, a zwlaszcza na zmiane czasu trwnia fazy spieniania wstepnego, jak tez prawie ze jest niemozliwe tu dzialanie woda w sposób dostosowany do cech obrabianego zuzla. Ponadto zadowalajace rezultaty, dajace sie uzyskiwac po¬ wtórnie, otrzymuje sie tak dlugo, jak dlugo fizyczne cechy zuzla, zwlaszcza temperatura i lep¬ kosc, pozostaja niezmienne w scisle okreslonych granicach. Jednakze te dwie ostatnie cechy z róz¬ nych powodów sa rzadko mozliwe do osiagniecia w dluzszych interwalach, nawet w przypadku jed¬ nego i tego samego wielkiego pieca. Znana jest do¬ bra podatnosc na spienianie cieklego zuzla, o ile tylko nie zawiera on zbyt duzej ilosci wapnia.Zuzel surówki hemetyitowej charakteryzuje sie w zasadzie dobra podatnoscia na spienianie, po¬ dobnie jak goracy (1475°) zuzel surówki tomasow- skiej. Jednakze przy nizszych temperaturach po¬ datnosc na spienianie zuzla surówki tomasowskiej szybko obniza sie. Jesli jednak mimo to zuzel o zlej podatnosci na spienianie przerabia sie jeszcze na tak zwany pianowy zuzel wielkopiecowy, to w wyniku tego spieniony produkt zawiera znaczny udzial procentowy (do 60—70%) piasku zuzlowego, który nastepnie trzeba oddzielic od wlasciwego pianowego zuzla wielkopiecowego.Zadaniem wynalazku jest, aby ciekly zuzel od¬ powiednio do jego podatnosci na spienianie do¬ prowadzic do mozliwie jak najbardziej korzystnego 113 9093 i jednolitego stanu na skutek sterowania warun¬ kami spieniania wstepnego.Zgodnie z wynalazkiem, zadanie to zostalo roz¬ wiazane dzieki temu, ze najpierw ustala sie tem¬ perature i lepkosc zuzla wyjsciowego, a nastepnie w zaleznosci od Jego temperatury i lepkosci ustala sie czas wstepnego spieniania zuzla, przy czym, czas wstepnego spieniania zuzla o nizszej tempe¬ raturze i wiekszej lepkosci ustala sie dluzszy, a czas wstepnego spieniania zuzla o wyzszej tem¬ peraturze i mniejszej lepkosci ustala sie krótszy przez regulacje strefy wstepnego spieniania do takiej dlugosci, aby na koncu strefy wstepnego spieniania zuzel osiagal zawsze jednakowe wlas¬ nosci fizyczne niezaleznie od jego wlasnosci fi¬ zycznych poczatkowych, po czym tak wstepnie spieniony zuzel przekazuje sie do znanej strefy spieniania ostatecznego.Stosownie do podatnosci zuzla na spienianie mozna wiee.... poddawac go albo maksymalnej obróbce spieniania wstepnego, albo tez ograniczyc to spienianie wstepne do minimum tak, ze wlas¬ ciwy proces powstawanlia porów odbywajacy sie w urzadzeniu do spieniania, moze przebiegac nie¬ mal zawsze w identycznych warunkach. Zatem róznice w jakosci zuzla, powodowane zmianami w zasilaniu lub w samej pracy wielkiego pieca, mozna prawie zupelnie skompensowac przez od¬ powiednio dobrana, zróznicowana obróbke spienia¬ nia wstepnego w taki sposób, ze mniej podatny na spienianie zuzel przebywa dluzsza droge na odciiinku spieniania wstepnego niz zuzel o lepszej podatnosci na spienianie i w wyniku tego jest poddawany przez stosunkowo dluzszy okres czasu dzialaniu cieczy spieniajacej, doprowadzanej w okreslonym uprzednio stosunku wzgledem ciekle¬ go zuzla.Urzadzenie za pomoca którego mozna dokonywac praktycznej realizacja tego sposobu, bez koniecz¬ nosci zmiany urzadzenia do ostatecznego spienia¬ nia zuzla lub koniecznosci wymiany jego czesci, obejmuje w zasadzie rynne posrednia, przejezdna wzdluz nachylanego toru pod umocowana nieru¬ chomo rynna zasilajaca zuzla, jak równiez umoco¬ wana nieruchomo rynne spieniania wstepnego, która jest jumieszczona pod rynna posrednia i pro¬ wadzona równolegle do niej na odleglosc co naj¬ mniej zasiegu wylotu rynny posredniej. Rynna spieniania wstepnego posiada na dnie poprzeczne szczeliny, nozmieszczone w odstepach od siebie dla doprowadzania bardziej lub mniej wydluzonej warstewki wody.Rynna posrednia umozliwia podawanie zuzla w stanie nieobrobionym na odleglosc od wylotu rynny zasilajacej, odpowiadajaca zasadniczo dlu¬ gosci rynny posredniej, na pokryta warstewka . splywajacej wiody rynne spieniania wstepnego.Dlugosc rynny spieniania wstepnego moze w za¬ sadzie pokrywac sie z odcinkiem drogi przebywa- nym przez wylot rynny posredniej, tak ze przy maksymalnie wysunietej rynnie posredniej obróbka spieniania wstepnego nie odbywa sie lub zostaje ograniczona do mUnimuni. Mozna jednak dobrac dlugosc rynny spieniania wstepnego i w taki spo¬ sób, zeby zuzel bedacy w stanie plynnym równiez 5 909 4 i w przypadku calkowicie wysunietej rynny po¬ sredniej musial przebyc jeszcze znaczny odcinek drogi na zwilzanej woda rynnie spieniania wstep¬ nego, zanim dotrze on do urzadzenia do spienia- 5 nia koncowego. Taka mozliwosc wykorzystuje sie zwlaszcza wtedy, kiedy otrzymuje sie lub . przewidiUije sie otrzymywanie ciagle lub okresowo szczególnie obojetnych rodzajów zuzla.Usytuowane poprzecznie szczeliny na dnie rynny io spieniania wstepnego sa utworzone przez ognio¬ odporne blachy stalowe lub zeliwne, zachodzace wzajemnie na siebie z zachowaniem pewnego wza¬ jemnego odstepu. Rynny zasilajace zuzla i rynny posrednie sa wylozone tylko masa ogniotrawla. 15 Istotna zalete wynalazku stanowi to, ze nieza¬ leznie od temperatury poczatkowej i lepkosci po¬ czatkowej, podatnosc zuzla na spienianie na wejsciu wlasciwego urzadzenia do spieniania kon¬ cowego jest zawsze niemal taka sama. Dzieki temu 2Q mozna utrzymac w zasadziie niezmienne warunki pracy urzadzenia do spieniania koncowego dla wszy¬ stkich spustów zuzla. Sterowanie wstepne obróbka odbywa sie w rynnie spieniania wstepnego wsku¬ tek tego, ze rynne posrednia przed praca lub pod- 25 czas pracy wysuwa sie lub wsuwa tak daleko — w zaleznosci od podatnosci zuzla na spienianie lub w zaleznosci od zmian tej podatnosci — jak jest to konieczne dla uzyskiwania dobrego pianowego zuzla wielkopiecowego. Polozenia rynny posredniej M moga byc w prosty sposób wyznaczone ekspery¬ mentalnie raz na zawsze.Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do wstepnego spie- w niania zuzla, w przekroju wzdluznym, fig. 2 — trzy rynny umieszczone jedna nad druga w prze¬ kroju poprzecznym.Prosta rynna zasilajaca 1 sluzy do tego, aby strumien zuzla, który w znany skadinad sposób jest utrzymywany jako staly podczas calego okresu trwania wyplywu, dostarczyc na nachylona rynne posrednia 2, majaca ksztalt niecki.[Rynna posrednia 2 jest przejezdna, tak ze mozna ja w kazdej chwili, równiez i podczas pracy prze- 45 suwac, w zaleznosci od tego, czy strumien zuzla ma byc poddany dluzszej lub krótszej obróbce spieniania wstepnego.W pokazanym przykladzie wykonania rynna po¬ srednia 2 wyposazona jest w kola 22 i moze po- 50 ruszac sie po szynach 23 przylegajacych do dluz¬ szych boków rynny 3 spieniania wistejpinego.Rynna zasilajaca 1 oraz rynna posrednia 2 sa wylozone ogniotrwala cegla lub masa, które po -uzyciu mozna wymienic w latwy sposób. 55 iRynna spieniania wstepnego 3 jest w zasadzie usytuowana równolegle do rynny posredniej 2.Dno 33 rynny 3 spieniania wstepnego, posiadajace ksztalt koryta i wykonane z zaroodpornego zelaza lub stali, wyposazone jest w usytiuowane poprzecz- 60 nie szczeliny 34, rozmieszczone we wzajemnych od&tejpaich, które wytwarzaja warstewke wody zwilzajaca dno 33 na calej jego szerokosci. Rynna 3 spieniania wstepnego co najmniej w strefie szczelin 34 jest uksztaltowana jako posiadajaca w podwójne scianki, a poszczególne przestrzenie113 909 5 e puste zasilane sa wada. Rynna 3 spieniania wstep¬ nego, w.'której strumien zuzla doprowadzany po¬ przez rymne posrednia 2 ulega spienieniu na war¬ stewce wody i przemieszcza sie dalej, moze w zna¬ ny sposób rozszerzac sie w kierunku przeplywu ' strumienia zuzla.Pod rynna 3 spieniania wstepnego znajduje sie, niezaznaczone na rysunku, konwencjonalne urza¬ dzenie do spieniania zuzla, w którymi odbywa sie dalsze spienianie plastycznej masy, zapoczatkowane i.o w rynnie spieniania wstepnego przez cala mase zuzlowa, az do skrzepniecia porowatej struktury.Urzadzenie, które dobrze nadaje sie do uzupel¬ nienia zespolu spieniania zuzla, sklada sie zasad¬ niczo z szybko obracjacego sie 0200—400 obrotów 15 na minute) bebna, wyposazonego w lopatki umiesz¬ czone równolegle do jego osi (srednica 0,60—1,20 m: szerokosc 1,50—-2,00 m). Strumien zuzla przeksztal¬ cajacy sie na ukosnej, zwilzanej woda powierzchni w szeroko rozprzestrzeniajacy sie otwarty stru- a0 mien, jest miotany przez obracajacy sie beben w postaci malych pyroplastycznych czastek razem z woda poprzez powietrze. Firzy tym czastki te ulegaja zaokragleniu, podczas gdy powstawanie porów zachodzi nadal az do momentu '-znacznego 25 zestalenia sie ich powierzchni. Czesciowo juz ze¬ stalone i suche kawalki zuzla pianowego sa gro¬ madzone w basenie zbiorczym.Pianowy zuzel wielkopiecowy otrzymywany w tego rodzaju urzadzaniu do spieniania zuzla z zuzla pochodzacego z surówki tomasowskiej o temperaturze okolo 1450°, pomimo ciaglego ste¬ rowania przez obslugujacego odpowiednia iloscia wody (przecietnie 1 m3 wody na 1 tone zuzla), wykazuje udzial piasku zuzlowego (0—3 mm) wy¬ noszacy ponad 50°/o|. Na skutek spieniania wstep¬ nego dobranego do temperatury zuzla i do jego konsystencji, udzial piasku zuzlowego w pianowym zuzlu wielkopiecowym wytwarzanym wedlug wy¬ nalazku utrzymuje sie ponizej 20°/oi.Zastrzezenia patentowe- 1. Sposób spieniania cieklego zuzla metalurgicz¬ nego, zwlaszcza zuzla wielkopiecowego, otrzymy¬ wanego podczas wytapiania surówki tomasowskiej, znamienny tym, ze najpierw ustala sie tempera¬ ture i lepkosc zuzla wyjsciowego, a nastepnie w zaleznosci od jego temperatury i lepkosci ustala sie czas wstepnego spieniania zuzla, przy czym czas wstepnego spieniania zuzla o nizszej tempera¬ turze i wiekszej lepkosci ustala sie dluzszy, a czas wstepnego spieniania zuzla o wyzszej temperaturze i mniejszej lepkosci ustala sie krótszy przez regu¬ lacje strefy wstepnego spieniania do takiej dlu¬ gosci, aby na koncu strefy wstepnego spieniania zuzel osiagal zawsze jednakowe wlasnosci fizyczne, niezaleznie od jego wlasnosci fizycznych poczatko¬ wych, po czym tak wstepnie spieniony zuzel po¬ daje sie do znanej strefy spieniania ostatecznego. M 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze calkowiiity strumien zuzla rozdziela sie poilczas lub po wstepnym spienieniu na co najmniej dwa stru¬ mienie czesciowe, przy czym te czesciowe strumie¬ nie wprowadza sie miozliwie jak najbardziej od- " 30 35 40 50 55 dzielnie na nachylona plylte rozdzielajaca konwen¬ cjonalnego urzadzenia do ostatecznego spieniania zuzla, gdzie sa one rozszerzane, az do ponownego polaczenia sie ze soba. 3. Urzadzenie do spieniania cieklego zuzla meta¬ lurgicznego, zwlaszcza zuzla wielkopiecowego otrzymywanego podczas wytwarzania surówki to¬ masowskiej, znamienne tym, ze sklada sie ono z rynny posredniej (2), przejezdnej po nachylonym torze pod nieruchomo zamocowana rynna zasila¬ jaca (1), jak równiez nieruchomo zamocowanej rynny (3) do wstepnego spieniania, umieszczonej pod rynna posrednia (2), równolegle do niej w od¬ leglosci co najmniej pokonywanej przez wylot tej rynny posredniej (2) i posiadajacej na dnie (33) szczeliny umieszczone w kierunku poprzecznym w odstepach od siebie, sluzace do doprowadzania mniej lub bardziej wydluzonej warstewki wody zwilzajacej rynne (3). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze rynne (3) spieniania wstepnego od strony wlotu stanowi prosta pod wzgledem konstrukcyjnym rynna o przekroju pólkoldstym lub owalnym i ze czesc wylotowa rozdzielona jest na dwa tory, które w przypadku ewentualnego równoczesnego rozszerzania sie rynny glównej, rozgaleziaja sie wzajemnie pod katem 15—30°. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze rynna (3) spieniania wstepnego sklada sie z kilku segmentów, które sa usyfaiowane w sze¬ regu jeden przy drugim, kaskadowo w kierunku przeplywu* strumienia zuzla, a pomiedzy tymi segmentami umieszczonymi w pewnych odstepach pionowych od siebie lufo zachodzacymi na siebie, umieszczone sa doprowadzenia chlodziwa. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze dlugosc rymmy (3) do spieniania wstepnego od¬ powiada odcinkowi dirogi przebywanemu przez wylot rynny posredniej (2). 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze rynna (3) do spieniania wstepnego wystaje na zewnatrz poza najbardziej skrajne polozenie wy¬ lotu rynny posredniej (2). 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze kazdy z segmentów tworzacych rynne (3) do spie¬ niania wstepnego stanowi odlew zeliwny z zain¬ stalowana w nim wezownka chlodzaca. 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze kazdy z segmentów tworzacych rynne (3) do spieniania wstepnego stanowi skrzynka z blachy stalowej, posiadajaca podwójne sciany z doprowa¬ dzeniem i odprowadzeniem wody. 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze kazdy z segmentów tworzacych rynne (3) do spieniania wstepnego wyposazony jest we wlasny uklad obiegowy wody chlodzacej. 11. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze uklad obiegowy wody chi0dzaj|ej obejmuje wszystkie segmenty rynny po||aca#ie w szereg jeden za drugim. 12. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 albo 10, zna¬ mienne tym, ze podgrzewa wpde pochodzaca z chlodzenia rynny (3) wzglednie jej elementów wykorzystuje sie do procesu wstepnego spieniania zuzla przez wprowadzenie jej zarówno w prze-113 909 strzanie miedzy poszczególnymi segmentami rynny (3) jak równiez do zwilzania rynny (3) dziala sie nia na beben. 8 13. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze doprowadzenia chlodziwa sa uksztaltowane w postaci dysz wprowadzajacych pare. fig. 2 LZGraf. Z-d Nr 2 — 364/82 90 egz. A-4 Cena 100 zl PL

Claims

Zastrzezenia patentowe- 1. Sposób spieniania cieklego zuzla metalurgicz¬ nego, zwlaszcza zuzla wielkopiecowego, otrzymy¬ wanego podczas wytapiania surówki tomasowskiej, znamienny tym, ze najpierw ustala sie tempera¬ ture i lepkosc zuzla wyjsciowego, a nastepnie w zaleznosci od jego temperatury i lepkosci ustala sie czas wstepnego spieniania zuzla, przy czym czas wstepnego spieniania zuzla o nizszej tempera¬ turze i wiekszej lepkosci ustala sie dluzszy, a czas wstepnego spieniania zuzla o wyzszej temperaturze i mniejszej lepkosci ustala sie krótszy przez regu¬ lacje strefy wstepnego spieniania do takiej dlu¬ gosci, aby na koncu strefy wstepnego spieniania zuzel osiagal zawsze jednakowe wlasnosci fizyczne, niezaleznie od jego wlasnosci fizycznych poczatko¬ wych, po czym tak wstepnie spieniony zuzel po¬ daje sie do znanej strefy spieniania ostatecznego. M
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze calkowiiity strumien zuzla rozdziela sie poilczas lub po wstepnym spienieniu na co najmniej dwa stru¬ mienie czesciowe, przy czym te czesciowe strumie¬ nie wprowadza sie miozliwie jak najbardziej od- " 30 35 40 50 55 dzielnie na nachylona plylte rozdzielajaca konwen¬ cjonalnego urzadzenia do ostatecznego spieniania zuzla, gdzie sa one rozszerzane, az do ponownego polaczenia sie ze soba.
3. Urzadzenie do spieniania cieklego zuzla meta¬ lurgicznego, zwlaszcza zuzla wielkopiecowego otrzymywanego podczas wytwarzania surówki to¬ masowskiej, znamienne tym, ze sklada sie ono z rynny posredniej (2), przejezdnej po nachylonym torze pod nieruchomo zamocowana rynna zasila¬ jaca (1), jak równiez nieruchomo zamocowanej rynny (3) do wstepnego spieniania, umieszczonej pod rynna posrednia (2), równolegle do niej w od¬ leglosci co najmniej pokonywanej przez wylot tej rynny posredniej (2) i posiadajacej na dnie (33) szczeliny umieszczone w kierunku poprzecznym w odstepach od siebie, sluzace do doprowadzania mniej lub bardziej wydluzonej warstewki wody zwilzajacej rynne (3).
4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze rynne (3) spieniania wstepnego od strony wlotu stanowi prosta pod wzgledem konstrukcyjnym rynna o przekroju pólkoldstym lub owalnym i ze czesc wylotowa rozdzielona jest na dwa tory, które w przypadku ewentualnego równoczesnego rozszerzania sie rynny glównej, rozgaleziaja sie wzajemnie pod katem 15—30°.
5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze rynna (3) spieniania wstepnego sklada sie z kilku segmentów, które sa usyfaiowane w sze¬ regu jeden przy drugim, kaskadowo w kierunku przeplywu* strumienia zuzla, a pomiedzy tymi segmentami umieszczonymi w pewnych odstepach pionowych od siebie lufo zachodzacymi na siebie, umieszczone sa doprowadzenia chlodziwa.
6. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze dlugosc rymmy (3) do spieniania wstepnego od¬ powiada odcinkowi dirogi przebywanemu przez wylot rynny posredniej (2).
7. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze rynna (3) do spieniania wstepnego wystaje na zewnatrz poza najbardziej skrajne polozenie wy¬ lotu rynny posredniej (2).
8. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze kazdy z segmentów tworzacych rynne (3) do spie¬ niania wstepnego stanowi odlew zeliwny z zain¬ stalowana w nim wezownka chlodzaca.
9. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze kazdy z segmentów tworzacych rynne (3) do spieniania wstepnego stanowi skrzynka z blachy stalowej, posiadajaca podwójne sciany z doprowa¬ dzeniem i odprowadzeniem wody.
10. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze kazdy z segmentów tworzacych rynne (3) do spieniania wstepnego wyposazony jest we wlasny uklad obiegowy wody chlodzacej.
11. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze uklad obiegowy wody chi0dzaj|ej obejmuje wszystkie segmenty rynny po||aca#ie w szereg jeden za drugim.
12. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 albo 10, zna¬ mienne tym, ze podgrzewa wpde pochodzaca z chlodzenia rynny (3) wzglednie jej elementów wykorzystuje sie do procesu wstepnego spieniania zuzla przez wprowadzenie jej zarówno w prze-113 909 strzanie miedzy poszczególnymi segmentami rynny (3) jak równiez do zwilzania rynny (3) dziala sie nia na beben. 8
13. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze doprowadzenia chlodziwa sa uksztaltowane w postaci dysz wprowadzajacych pare. fig. 2 LZGraf. Z-d Nr 2 — 364/82 90 egz. A-4 Cena 100 zl PL