PL13850B1 - Sposób wyswiezania kapieli zelaznych w piecach do wytwarzania stali. - Google Patents

Description

Proces swiezenia, polegajacy na dzia¬ laniu plomienia utleniajacego na po¬ wierzchnie kapieli za posrednictwem po¬ krywy zuzlowej, przebiega, jak wiadomo, bardzo wolno, gdy kapiel znajduje sie w stanie spoczynku. Równiez i przeplyw cie¬ pla odbywa sie w tym przypadku bardzo wolno, W celu przyspieszenia tych procesów próbowano kapiel poruszac srodkami me- chanicznemi np. mieszaniem, kolysaniem lub uderzaniem, a przytem stosowano wieksze stykanie sie kapieli z tlenem, zapomoca wdrnuchiwania powietrza lub dodawania rudy.Ruda powoduje ruch kapieli tylko przy odweglaniu. Poniewaz zostaje ona doda¬ wana calemi ladunkami i w brylach nie¬ równomiernych, niemozliwe jest wykorzy¬ stanie powstajacej nieregularnie duzej ilosci tlenku wegla, droga spalania wtór¬ nego; równiez i kierowanie stapianiem przy swiezeniu ruda jest niepewne.Wedlug wynalazku do powyzszych ce¬ lów wtryskuje sie wode do samej kapieli, co daje caly szereg korzysci. Po pierwszeprzy dostatecznej szybkosci wody oszcze¬ dza sie^fjhire doprowadzajaca; po drugie do kapieli d^fówaclza sie wysokowarto- sciowy imaterjal zawierajacy tlen, ii ;po trzecie — przez ciagle silne wytwarzanie sie wodoru, wywolany zostaje staly ruch kapieli Wydzielanie tlenu, przy pracy z woda, na 1 kg tlenu wymaga mniej cieplika, mz przy pracy z ruda. Poza tern mozna cie^- plik niezbedny do rozkladu wody przez spalanie nad kapiela calkowicie znów za¬ mienic na cieplo pozyteczne, a zwlaszcza, podgrzewajac powietrze spalania do 1200° gazami odlotowemi, mozna wytworzyc du¬ zy spadek uzytkowy cieplny nad kapiela zapomoca wodoru, przecietnie poddane¬ go do 1450°, a wiec znaczna czesc ciepla odzyskac znowu dla procesu.Nastepnie zyskuje sie moznosc swia¬ domego kierowania topieniem zapomoca uregulowanego, rozdzielonego równomier¬ nie doplywu wody.Wode mozna tak doprowadzac, aby para wytwarzala sie juz w rurze doprowa¬ dzajacej nad kapiela, a wiec bez zuzywa¬ nia wysokowartosciowego ciepla kapieli na odparowanie. Mozna jednak równiez przy¬ jac taki rozdzial wody w kapieli, ze choc panowac w niej bedzie ruch duzy, wsku¬ tek przemiany kazdego 1 m3 wody na 1250 m3 pary, to jednak dzialanie swieza¬ ce bedzie nieznaczne.Doprowadzanie moze odbywac sie przez powierzchnie kapieli, od sklepienia lub scian bocznych, lecz równiez przez duo od spodli kapieli.Pracowac mozna z kapielami o glebo¬ kosci dowolnej; kazde dowolne miejsce kapieli mozna doprowadzic do wrzenia; a wiec mozna sposób ten stosowac równiez przy piecach Siemens - Martinowskich wówczas, gdy wrzenie ladunku pieca usta¬ je. Mozna jednak równiez w procesie Tho¬ mas^ Lub Bessemera proces prowadzic do* wolnie dlugo, ogrzewajac kapiel przez spalanie wtórne gazów wytworzonych przy nastawionej odpowiednio ilosci po¬ wietrza do spalania. Osiaga sie przytem znacznie wyzsza temperature robocza, niz chocby przez spalanie wtórne tlenku we¬ gla przy swiezeniu powietrznem, gdyz nie zachodzi w tym przypadku rozcienczania gazu przez azot powietrza swiezacego.Powietrze do spalania winno byc przy¬ ton tak prowadzone, zeby stykalo sie w sposób skuteczny z gazem, uchodzacym na calej powierzchni kapieli. Rura moze do¬ prowadzac wode pelnym strumieniem; gdyby rura obliczoma na doprowadzenie tylko malych ilosci wody, przy zachowa¬ niu niezbednych szybkosci, nie posiadala juz grubosci scianki, odpowiadajacej wy¬ maganiom wytrzymalosci, wtenczas moze rura byc wykonana o plaszczu wydrazo¬ nym.Osiaga sie zwlaszcza te korzysc, ze mozna doplyw regulowac dowolnie, za¬ równo co do czasu jak i ilosci, przez co mozna dokladnie uregulowac przebieg swiezenia i spalania wtórnego i, wedlug wytwarzania sie gazu, dokladnie obserwo¬ wac przebieg topienia.Cieplik brakujacy moze byc uzupelnio¬ ny przez dodanie paliwa.Przy wykonaniu tego procesu okazalo sie, ze w razie uzycia zwyklych rur ze¬ laznych rury te moga byc uzywane tylko w ciagu krótkiego czasu, co ujemnie wply¬ wa na rentownosc procesu.W celu zwiekszenia czasu pracy rur zelaznych doprowadzajacych wode, rury te a) pokrywa sie srodkami ochronnemi izolujacemi, dostosowianemi do warunków; b) perjodycznie opuszcza i podnosi, przy- czem osadzajace sie na rurze a przy po¬ dnoszeniu chlodzone czesci kapieli dziala¬ ja równiez izolujaca; c) powieksza ich po¬ jemnosc cieplna tak, ze w czasie dosc znacznym pracy rury, praca odbywa sie zadawalajaco pod wzgledem praktycznym i gospodarczym. — 2Wreszcie doprowadzanie wody odby¬ wa sie bez, stosowania run Na rysunku przedstawiono przyklady wykonania urzadzenia do wykonywania procesu wedlug wynalazku, przyczem fig. 1 przedstawia przekrój wzdluz osi rury do wdlmuchiwania wody; fig. 2 — przekrój poprzeczny rury; fig, 3 i 4 — przekroje poprzeczne rury w innem wykonaniu; fig. 5 — drugi przyklad wykonania rury dó wdmuchiwania wody i fig. 6 — dalszy przyklad wykonania urzadzenia do wyko¬ nywania procesu.Ochrona rury wedlug sposobu a) mo¬ ze byc dowolna, nalezy tylko uwzglednic warunki specjalne, a mianowicie wywola¬ ne wydluzaniem sie rury i duzem obciaze¬ niem mech&nicznem oraz wstrzasnieniami.Zwykla oslona izolujaca z kamieni ruro¬ wych ogniotrwalych okazala sie, np. nie¬ zdatna dó uzytku. Mozna jednak korzy¬ stac z dzialania ochronnego zuzla dobrze rozgrzanego, mocno przywierajacego do rury, gestoplynnego, przyczem pokrycie zuzlowe nalezy chronic w ten sposób od krzepniecia i odpryskiwania, ze w ciagu calego okresu uzytkowego unika sie o- chladzania pokrycia. Takie pokrycie rury zuzlem winno byc wiec dokonane bezpo¬ srednio przed wstawieniem rur dó kapieli i uzupelniane w czasie swiezenia przez podnoszenie i opuszczanie rury, od czasu do czasu, w celu wytworzenia na nowo warstwy z zuzla, lezacego ponad kapiela.Jezeli grubosc warstwy ochronnej, uzu¬ pelnianej czesciowo jest wlasciwa, to pódl wzgledem ciepla doprowadzanego i odprowadzanego wytwarza sie równowa¬ ga, zabezpieczajaca doprowadzanie wody.Mozna równiez rure podczas swiezenia polewac lub opryskiwac dowolna masa izolacyjna, np/ masa dolomitowa.Poniewaz pomimo tej oslony zawsze jeszcze moze nastapic rozgrzanie rury do temperatury bardzo wysokiej, co znacznie obniza jej odpornosc, stosuje sie dodatko¬ we zabezpieczenie rury do wygifcania iw tym celu do srodka rury umieszcza sie 4#- lazo ksztaltowe e, 6 lub c (fig. 1 — 4); ze¬ lazo to posiada stale temperature wody, a wiec ponizej 100°, przez co zachowuje swe wlasnosci mechaniczne. Nalezy jednak u* wazac na to, aby te usztywnienia dotyka- ly do scianek rury tylko w niewielu punk¬ tach, nie zas przylegaly na wieksze} po¬ wierzchni, £dyz wtedy zjawialoby sie nie¬ bezpieczenstwo dla rury, dzieki zbyt znacznemu rozgrzewaniu sie tych usztyw nien.Przy doprowadzaniu cial w stanie ga- zowym, parowym oraz plynnym wlasciwe jest postepowanie, opisane ponizej. We wszystkich przypadkach, w których tem¬ peratura topienia jest znacznie wyzsza niz 1000°, doprowadzanie wody zapomoca tm metalowych lub ceramicznych jest na sta¬ le niemozliwe.' Wobec tego, podobnie jak w konwertorach, zastosowano sposób do- prowadzania wody przez dysze, umie¬ szczone w scianie zbiornika reakcyjnego.Wykonanie takie wymaga jednak przy doprowadzaniu srodka swiezacego uciazli¬ wego wywracania lub toczenia calego zbiornika; nastepnie ilosc doprowadzana jest tylko w stopniu ograniczonym zmien¬ na i wreszcie doprowadzanie srodka swie¬ zacego jest mozliwe tylko w specjalnych piecach lub naczyniach.W danym przypadku chodzi o proces, umozliwiajacy doprowadzanie srodków swiezacych do kapieli o temperaturze wy* sokiej zapomoca zwyklych rur, przyczem naczynie reakcyjne me wymaga przygoto¬ wania umyslnego.Wynalazek polega na rozwazaniu na¬ stepujacem.Mimo znacznie wiekszy przeplyw cie¬ pla w kapieli topnej ze strony stopu do rury, niz ze strony srodka przeplywajace¬ go przez rure, rozgrzanie rury do jej tesa- peratury krytycznej wymaga pewnego czasu. Nastepnie zniszczenie przez stapia- - 3 -nie lub spalanie zaczyna sie od miejsca zanurzania najglebszego, a wiec u wylotu rury, gdyz tutaj, ze wzgledu na wyzsza juz temperature ciala doprowadzamego wsku¬ tek ciepla wchlonietego na odcinku po<- przedzajacym, równiez i chlodzenie scia¬ ny rurowej jest mniejsze. Z drugiej stro¬ ny rura pr^y pewnej niewielkiej gleboko¬ sci zanurzenia, w której srodek dopro¬ wadzany nie zostal jeszcze znacznie roz¬ grzany, nie jest w niebezpieczenstwie.Sposób niniejszy ma na celu wlasnie prze¬ rwe w tym nagrzewaniu i chlodzenie po¬ nowne scianki rurowej zawsze na krótko przed dojsciem materjalu tej scianki do tej temperatury krytycznej. Osiaga sie to w ten sposób, ze rura przy dalszem do¬ prowadzaniu srodka w stanie gazowym lub plynnym zostaje tak daleko wyciagnie¬ ta z kapieli, ze nastepuje oddawanie cie¬ pla nagromadzonego w sciance rury i ze teraz srodek doprowadzany, który jest znów chlodny w polozeniu najwyzszem ru¬ ry, chlodzi skutecznie równiez i wylot ru¬ ry. Jezeli np. do kapieli doprowadzany zo¬ staje plyn, to warunki przeplywu ciepla w samej kapieli sa z obu stron mniej wie¬ cej równe; ponad kapiela zas przeciwnie— przeplyw ciepla wewnatrz rury jest 20 do 100 razy wiekszy, niz nazewnatrz; w ten sposób bardzo szybko nastepuje silne chlo¬ dzenie scianki rury.Dla ochrony rury od zniszczenia winna wiec byc ona perjodycznie podnoszona i opuszczana, przyczem zapomoca szybko¬ sci doplywu srodka doprowadzanego, wy¬ miarów rury i czestosci okresów zanurza¬ nia, przy okreslonej temperaturze kapieli, ustala sie najwyzsza glebokosc zanurze¬ nia rury.Pirzy wyciaganiu rury do góry zawsze nieco z masy topnej przylega do rury i jej cieplo, nagromadzone wskutek odprowa¬ dzania do rury zelaznej, przez która prze¬ plywa woda, zostanie równiez oddane tak, ze dzialanie kapieli natrafia z poczatku na te warstwe ochronna, co stanowi dalsze za¬ bezpieczenie rury. Do wytworzenia ochro¬ ny z materjalu samej kapieli okazalo sie korzystne owijanie rury, przed jej uzy¬ ciem na odcinku zanurzanym, bardzo sci¬ sle przylegajacym sznurem azbestowym, który dziala pózniej jako podkladka do wytworzenia warstwy izolujacej.Doprowadzanie plynu np. w zwyklym piecu do topienia, o takiej wysokosci ka¬ pieli, ze glebokosc uzytkowa zanurzenia ograniczona jest do 70—80 cm, odbywa sie np. zapomoca rur zelaznych o srednicy 12,5 mm. Rury te owiniete sa sznurem azbestowym o sredlnicy 5 mm na dlugosci 1 m, przyczem na przestrzeni 15 cm od wy¬ lotu sa one owiniete podwójnie. Przy do¬ plywie plynu najmniej 35 litrów na minute i okresowem podnoszeniu i opuszczaniu ru¬ ry na 30 do 40 cm, wytrzymalosc rur byla zabezpieczona, jak wykazaly doswiadcze¬ nia, gdy pograzanie nastepowalo 25 do 35 razy na minute.Na fig. 6 przedstawiony jest szema- tycznie przyklad wykonania takiego urza¬ dzenia, e — jest zbiornik, napelniony plyn¬ nym metalem, w którym jest zanurzana ru¬ ra /, owinieta wzdluz czesci zanurzanej masa izolujaca g (azbest lub podobny ma- terjal).Przy wykonaniu wedlug c) otrzymuje sie dobra ochrone rury dzieki wiekszej zdolnosci wchlaniania ciepla srodka do¬ prowadzanego w ten sposób, ze wode do¬ prowadza sie do kapieli zelaznej zapomo¬ ca odcinków brylowatych w postaci kloc¬ ków, w innych przypadkach zwykle doda¬ wanych do kapieli. Klocki te wtenczas mu¬ sza byc zaopatrzone w odpowiedni otwór.Poza tern otrzymuje sie skuteczna o- ohrone rury przez calkowite lub cze¬ sciowe uzycie do ochrony samej wo¬ dy doprowadzanej. W tym celu wypu¬ szcza sie wode na cala dlugosc zanurza¬ nego w kapieli odtinka rury przez male otworki, rozmieszczone w postaci sita, — 4 —przyczem chlodzenie i zabezpieczenie rury dokonywa sie przewaznie przez wiazanie, niezbednego do rozkladu wody, znacznego ciepla.Swiezenie woda bez uzywania rur, daje sie, jak w wykonaniu d), osiagnac w ten sposób, ze zwilza sie dowolne dodatki do kapieli zelaznej, np. rude lub wapno, i w ten sposób doprowadza sie do kapieli wode.Aby wywolac natychmiastowy rozklad wody na gazy reakcyjne wodór i tlen, wy¬ lot d rury jest tak wykonany, ze strumien wody wchodzi do kapieli w ksztalcie sil¬ nie rozciagnietej tasmy (fig. 5). Przytem nalezy jednak uwazac, aby przez to prze¬ ksztalcenie strugi nie wytwarzac w rurze zbyt wielkiego cisnienia, które wywolaloby przedwczesne jej zniszczenie. Nalezy wiec, przy uwzglednieniu odpowiedniego wspól¬ czynnika cisnienia, zachowac w konstruk¬ cji wylotu rury stale niezwezony przekrój.Wreszcie zmniejszaniu sie glebokosci zanurzenia rury wskutek wytapiania, moz¬ na zapobiec, nadajac rurze ksztalt spirali (fig. 5), przyczem jednoczesnie przez wplyw wody z rury po stycznej wywolac mozna pozadane wzmozenie ruchu kapieli. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wyswiezania kapieli zelaz¬ nych w piecach do wytwarzania stali, zna¬ mienny tern, ze do kapieli doprowadza sie wode w stanie plynnym lub pod postacia pary wodnej. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze wode doprowadza sie do kapieli przy takiej temperaturze i na takiej odle¬ glosci od powierzchni tejze, iz wytwarzana para wywoluje tylko ruch kapieli. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 — 2, zna¬ mienny tem, ze woda zostaje doprowadza¬ na do kapieli w takiej temperaturze i na takiej odleglosci od powierzchni, ze na¬ stepuje czesciowy rozklad wody, przy¬ czem wytwarzany tlen wywiera na kapiel dzialanie swiezace, a pozostale powstaja¬ ce gazy rozkladowe wywoluja staly ruch kapieli. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze woda zostaje doprowadzana do kapieli w stanie plynnym przez rure. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamien¬ ny tem, ze woda zostaje doprowadzana przez przestrzen plaszcza rury o podwój- nej sciance. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 i 3, zna¬ mienny tem, ze unoszace sie z kapieli gazy palne, pochodzace z rozklada wody, zo¬ staja sipalane wprost nad powierzchnia ka¬ pieli wraz z doprowadzanem zimnem lub podgrzanem powietrzem. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze do swiezenia uzywane sa rury normalne, jak rury gazowe, rury bez szwu, tloczone lub podobne, które, przed swieze¬ niem lub w czasie swiezenia, zostaja za¬ opatrzone w odjpowiednia ochrone. 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamien¬ ny tem, ze w poczatku procesu rury zosta¬ ja pokryte zuzlem plynnym i zanurzone jeszcze na goraco tak, ze pokrywa zuzlowa laczy sie w czasie swiezenia z surowcem roztopionym i, po ustaleniu sie równowagi pod wzgledem ciepla doprowadzanego i odprowadzanego, tworzy skuteczna ochro¬ ne rury. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze woda zostaje doprowadzana do kapieli przez nasycenie nia wprowadza¬ nych do kapieli dodatków. 10. Sposób wedlug zastrz. 7, znamien¬ ny tem, ze rury w czasie swiezenia sa chronione od zniszczenia przez opryskiwa¬ nie lub polewanie masa izolujaca, np. za- pomoca dtalomitu. II1. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze konce rur, które maja byc zanu¬ rzone w kapieli, sa okresowo podnoszone prawie do powierzchni kapieli i znów opu¬ szczane. — 5 —12* Urzadzenie wedlug zastrz. 10, znamienne tem, ze miry, które zamarza sie w kapieli, sa owiniete sziraram azbesto¬ wym, sluzacym, jako podklad do wytwo¬ rzenia warstwy izolujacej, 13. Urzadzenie do wykonania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tern, ze woda doprowadzana jest do kapieli zapomoca rur posiadajacych wylot o grubej sciance, który przez dluzszy czas opiera sie stopie¬ niu, przyczem do wyrobu tych wylotów moga byc zastosowane np. zaopatrzone w otwór klocki surowe od pierwszego nale¬ wania na rury, 14. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tern, ze rury doprowadzajace wode posiadaja otwory wylotowe w formie sita umieszczone na calej dlugosci lub cze¬ sci konca ruryt zanurzanego w kapieli, przyczem wyplyw wody moze byc rozdzie¬ lony równomiernie lub, w miare potrzeby, bardziej uwzgledniac pewne strefy kapieli. 15. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, zna¬ mienne tern, ze wylotowi rury nadaje sie ksztalt, odpowiadajacy ksztaltowi strumie¬ nia wody, najkorzystniejszemu do reakcji. 16. Urzadzenie wedlug zastrz. 16, znamienne tern, ze wylotowi rury nadaje sie ksztalt dyszy plaskiej* która z jednej strony me zweza wolnego przeplywu ru¬ ry, z drugiej zas strony nadaje strumie¬ niom wody ksztalt tasmy (np. szerokosci 4 mm), która sprzyja przebiegowi reakcji. 17. Urzadzenie wedlug zastrz. 7 i 15, znamienne teaao, ze do wprowadzania wody uzywa sie rur w ksztalcie spirali, które wywoluja wirowanie (obrót) kapieli, przy¬ czem zawsze nowe czesci kapieli wstepu¬ ja w reakcje, a przy spaleniu sie rury, w zaleznosci od wzniosu spirali, nie naste¬ puje zadna zmiana glebokosci zanurzenia, albo tylko zmiana nieznaczna. 1& Urzadzenie wedlug zastrz. 7, zna¬ mienne tern, ze rury w celu zabezpieczenia ich od zgiecia posiadaja w srodku uszty- wniacze, ap. z zelaza teowego, z katowni¬ ków lub z zelaza plaskiego, przyczem sty¬ kanie sie tych usztywaiaczy ze scianka ru¬ ry winno byc ograniczone do kilku tylko punktów o malej powierzchni. Fried. Krupp Aktienge sel 1 scha f t Friedrich-Alfred-Hutte. Zastepca: htz. dypl. M. Zoch, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 13850. Ark. i. Fig. 1. K A TT/T K A y///////////////A/////////////////////////////////A Fig.

2. Fig.

3. Fig.

4. Fig. 5.Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawd.SPROSTOWANIE opisu patentowego Nr 13850. Na stronic 1-ej w rubryce „Pierwszenstwo" po slowach „18 czerwca 1929 r.M, zamiast „dla zastrz. 8, 9 i 13—18 (Niemcy).", winno byc „dla zastrz. 8—10 i 13—18 (Niemcy)". PL