PL187501B1 - Lanca do przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu wkonwertorze oraz sposób przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze - Google Patents
Lanca do przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu wkonwertorze oraz sposób przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorzeInfo
- Publication number
- PL187501B1 PL187501B1 PL97322128A PL32212897A PL187501B1 PL 187501 B1 PL187501 B1 PL 187501B1 PL 97322128 A PL97322128 A PL 97322128A PL 32212897 A PL32212897 A PL 32212897A PL 187501 B1 PL187501 B1 PL 187501B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- oxygen
- lance
- gas
- converter
- blown
- Prior art date
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 10
- 230000001706 oxygenating effect Effects 0.000 title 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 32
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000009868 nickel metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/0028—Smelting or converting
- C22B15/003—Bath smelting or converting
- C22B15/0041—Bath smelting or converting in converters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/4606—Lances or injectors
- C21C2005/4626—Means for cooling, e.g. by gases, fluids or liquids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/4606—Lances or injectors
- C21C5/4613—Refractory coated lances; Immersion lances
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
3. Sposób przedm uchiw ania tlenem cie- klego m etalu w konw ertorze za pom oca gazu tlenonosnego, doprow adzonego przez srodko- w y otw ór lancy, z rów noczesnym w dm uchi- w aniem przez pierscien io w a szczeline tej lancy obojetnym gazem chlodzacym , znamienny tym, ze przez otw ór srodkow y lancy w dm uchu- je sie gaz zaw ierajacy powyzej 60% , a korzyst- nie powyzej 90% tlenu, pod m inim alnym ci- snieniem w ynoszacym 2x105 Pa, a korzystnie powyzej 5x105 Pa, natom iast przez pierscie- niow a szczeline lancy w dm uchuje sie obojetny gaz chlodzacy, zaw ierajacy azot, argon oraz ew entualnie pow ietrze pod m inim alnym cisnie- niem w ynoszacym 2x105 Pa, przy czym stosu- nek objetosci w dm uchiw anego do konw ertora gazu tlenonosnego do objetosci wdm uchiwane- go w tym samym czasie obojetnego gazu chlo- dzacego ma wartosc zaw arta w granicach od 1,5 do 1,6. Fig. 2 PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest lanca do przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze, złożona z dwóch współosiowych, umieszczonych jedna w drugiej rur, oddzielonych od siebie za pomocą elementów dystansowych, przy czym przez rurę wewnętrzną jest doprowadzony gaz zawierający tlen, a przez szczelinę utworzoną między tymi rurami - obojętny gaz chłodzący.
Przedmiotem wynalazku jest również sposób przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze za pomocą gazu tlenonośnego, doprowadzonego przez środkowy otwór lancy, z równoczesnym wdmuchiwaniem przez pierścieniową szczelinę tej lancy obojętnym gazem chłodzącym.
Technologia wytwarzania miedzi konwertorowej obejmuje kilka, wykonywanych kolejno operacji.
Miedź występuje w przyrodzie najczęściej w połączeniu z żelazem w postaci zasiarczonych rud, zawierających na przykład piryt miedziany lub chalkopiryt. W wyniku wyprażenia dostarczonej z kopalni rudy miedzi i częściowego utlenienia zawartej w niej siarki uzyskuje się właściwy stosunek zawartości żelaza i siarki w surowcu miedzi służącym do dalszej przeróbki. Po przetopieniu rudy otrzymuje się tak zwany kamień miedziowy, przy czym jego ponowne topienie umożliwia oddzielenie siarczków CuS2 i FeS, które przechodzą do żużla powstającego na powierzchni stopionego kamienia miedziowego. Dalsza przeróbka kamienia miedziowego polega na przedmuchiwaniu go powietrzem w konwertorze. Podczas prowadzenia tej operacji wdmuchuje się zwykle do konwertora powietrze, powodujące utlenianie się
187 501 siarczku żelazawego, który w wyniku dodatku kwarcu przemienia się w żużel, usuwany następnie z powierzchni roztopionego metalu. W wyniku tej operacji uzyskuje się tak zwany stężony kamień miedziowy zawierający siarczek CuS2, przy czym podczas dalszego przedmuchiwania z ciekłego, stężonego kamienia miedziowego wydziela się ciekła, czysta miedź.
Podobnie w stosowanej obecnie metalurgii niklu z kamienia niklowego przez przedmuchiwanie go powietrzem w konwertorze oddziela się z niego żelazo.
Wzbogacenie powietrza dodatkową zawartością tlenu umożliwia znaczne skrócenie czasu przedmuchiwania i wzrost wydajności konwertora, jednakże powoduje równoczesne szybkie wypalanie się końcówki lancy, którą doprowadzony jest gaz zawierający tlen.
Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 4 123 042 znana jest lanca do przedmuchiwania gazem ciekłego metalu w piecu metalurgicznym. W wykładzinie ognioodpornej pieca jest osadzona trwale osłonowa zewnętrzna rura metalowa, wystająca na zewnątrz pieca i zakończona kołnierzem, a ponadto zaopatrzona w wewnętrzną warstwę z materiału ogniotrwałego. Do wnętrza tej rury osłonowej jest wsunięta zakończona kołnierzem na zewnątrz pieca - lanca, składająca się z dwóch, współśrodkowo osadzonych jedna w drugiej, rur metalowych, między którymi jest utworzona pierścieniowa szczelina dla przepływu gazu. Współśrodkowe osadzenie obydwu rur: wewnętrznej i zewnętrznej, a tym samym jednakowy przekrój szczeliny zapewniają znajdujące się między tymi rurami elementy dystansowe w postaci żeber lub nadlewów.
Kołnierz lancy jest przymocowany do kołnierza rury osłonowej. Po zużyciu (wypaleniu się) lancy odłącza się jej kołnierz od kołnierza rury osłonowej i wymienia się zużytą lancę na nową, przy czym po osadzeniu nowej lancy do wnętrza rury osłonowej wciska się płynną zaprawę ogniotrwałą. W alternatywnym rozwiązaniu konstrukcyjnym rura osłonowa jest osadzona w prefabrykowanej cegle ogniotrwałej wykładziny pieca.
Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 053 848 znany jest sposób wdmuchiwania do ciekłego metalu gazu zawierającego do 60% tlenu oraz równocześnie gaz chłodzący, za pomocą lancy złożonej z dwóch, osadzonych jedna w drugiej, współśrodkowych rur. W celu zmniejszenia erozji lancy i wykładziny ognioodpornej pieca, reguluje się odpowiednio skład i temperaturę żużla oraz ilość doprowadzanych gazów, zwłaszcza gazu chłodzącego, stosowanego zarówno w celu zwiększenia intensywności mieszania ciekłego metalu, jak i chłodzenia lancy. Przy odpowiednim składzie i temperaturze żużla, na wylocie lancy powstaje przepuszczalna, ochronna warstwa narostu o ograniczonej grubości. Tworzenie się narostu może być przy tym regulowane przez odpowiednią zmianę ciśnienia doprowadzanego gazu chłodzącego.
Z opisu zgłoszenia PCT opublikowanego pod nr WO 95/09250 znany jest sposób przedmuchiwania ciekłego metalu w konwertorze, polegający na wdmuchiwaniu do niego powietrza, ewentualnie wzbogaconego tlenem, o zawartości od 30% do 60% objętościowo. Lanca doprowadzająca gaz zawierający tlen ma postać dwóch, umieszczonych jedna w drugiej, współosiowych rur, przy czym rura wewnętrzna służy do doprowadzania powietrza wzbogaconego tlenem, a rura zewnętrzna - do doprowadzenia obojętnego gazu chłodzącego. Gaz chłodzący w zależności od sposobu prowadzenia procesu przejmuje od 5% do 25% ilości ciepła powstającego w wyniku egzotermicznej reakcji utleniania składników kamienia miedziowego, zapobiegając w ten sposób zbyt szybkiemu wypalaniu się lancy.
Badania mające na celu usprawnienie zarówno procesu, jak i urządzenia do nadmuchiwania ciekłego metalu w konwertorze gazem o zawartości tlenu znacznie przekraczającej jego zawartość w gazie tlenonośnym w stosowanych dotychczas sposobach wykazały, że zwiększanie grubości rury wewnętrznej lancy, której końcówka zanurzona w metalu jest najbardziej narażona na wypalanie, nie powoduje odpowiedniego wzrostu żywotności lancy, natomiast nieoczekiwanie istotny wpływ na tę żywotność ma stosunek grubości pierścieniowej szczeliny, utworzonej między rurą wewnętrzną i rurą zewnętrzną, przez którą to szczelinę doprowadzany jest obojętny gaz chłodzący, do grubości tej rury zewnętrznej, przy czym w wyniku tych badań określono, że optymalna wartość tego stosunku winna być mniejsza od 0,6 i korzystnie zawarta w granicach od 0,5 do 0,6, bowiem przy tej wartości stosunku tych dwóch wartości uzyskuje się maksymalną żywotność lancy.
187 501
Ponadto okazało się, że istotną rolę dla eksploatacji lancy spełnia rodzaj i rozmieszczenie elementów dystansowych, oddzielających od siebie rurę wewnętrzną i rurę zewnętrzną oraz zapewniających jednakowy przekrój przepływu przez utworzoną między tymi rurami pierścieniową szczelinę. Stosowane dotychczas elementy dystansowe w postaci żeber lub nadlewów względnie tulei z otworami istotnie zmniejszają przekrój tej szczeliny, powodując hamowanie przepływu dostarczanego gazu chłodzącego. Natomiast bardzo korzystne wyniki otrzymano przy zastosowaniu elementów dystansowych w postaci spawów punktowych, równomiernie rozmieszczonych na obwodzie pierścieniowej szczeliny. Określono przy tym zarówno optymalną liczbę spawów punktowych na obwodzie, jak i na jednym metrze bieżącym długości szczeliny. Dalsze badania miały na celu określenie optymalnych warunków prowadzenia procesu przedmuchiwania ciekłego metalu w konwertorze przy użyciu lancy według wynalazku, zwłaszcza zaś rodzaju, ciśnienia i stosunku objętości wdmuchiwanych gazów, przy czym warunki te z jednej strony winny zapewniać maksymalną wydajność reakcji utleniania, z drugiej zaś odpowiednio dużą żywotność lancy.
Celem wynalazku opartego o wyniki tych badań było opracowanie takiej konstrukcji lancy do przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu, która wyeliminuje niedogodności znanych dotychczas lanc, umożliwiając zarówno skrócenie czasu przedmuchiwania, jak i przede wszystkim wdmuchiwanie gazu wzbogaconego tlenem do 90% jego zawartości, a nawet czystego tlenu, z równoczesnym utrzymaniem odpowiednio długiej żywotności lancy, a także rejonu ściany konwertora, do której jest ona przymocowana.
Cel ten zrealizowano w konstrukcji lancy do przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu według wynalazku, w której stosunek grubości szczeliny, utworzonej między rurą wewnętrzną i rurą zewnętrzną, do grubości rury zewnętrznej jest zawarty w granicach od 0,5 do 0,6.
Elementy dystansowe oddzielające od siebie rurę wewnętrzną i rurę zewnętrzną stanowią spawy punktowe, przy czym na obwodzie pierścieniowej szczeliny są korzystnie równomiernie rozmieszczone cztery spawy punktowe, a na każdy 1 mb długości tej szczeliny przypada od 12 do 30 spawów punktowych.
Celem wynalazku jest również opracowanie takiego sposobu przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze, który zapewni maksymalną wydajność reakcji utleniania przy stosunkowo dużej żywotności stosowanych lanc.
Cel ten zrealizowano w sposobie przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze według wynalazku, polegającym na tym, że przez otwór środkowy lancy wdmuchuje się gaz zawierający powyżej 60%, a korzystnie powyżej 90% tlenu, pod minimalnym ciśnieniem wynoszącym 2x105 Pa, a korzystnie powyżej 5x105 Pa, natomiast przez pierścieniową szczelinę lancy wdmuchuje się obojętny gaz chłodzący, zawierający azot, argon oraz ewentualnie powietrze i pod minimalnym ciśnieniem wynoszącym 2x105 Pa, przy czym stosunek objętości wdmuchiwanego do konwertora gazu tlenonośnego do objętości wdmuchiwanego w tym samym czasie obojętnego gazu chłodzącego ma wartość zawartą w granicach od 1,5 do 1.6.
Korzystnie do konwertora wdmuchuje się obojętny gaz chłodzący również już po przedmuchaniu znajdującego się w nim ciekłego metalu i utworzeniu żużla.
Sposób według wynalazku jest przeznaczony zwłaszcza do przedmuchiwania stopionego kamienia miedziowego lub kamienia niklowego, lecz może być również stosowany do oczyszczania innych ciekłych metali, zawierających przynajmniej jeden utleniający się składnik, przeznaczony do usunięcia.
Lanca tlenowa według wynalazku dzięki swej konstrukcji pozwala na znaczny wzrost zawartości tlenu w gazie zawierającym tlen, a nawet na doprowadzanie czystego tlenu, umożliwiając znaczne przyspieszenie i skuteczność, a tym samym odpowiednio dużą wydajność zachodzącej reakcji między płynnym metalem i gazem zawierającym tlen. Właściwy stosunek grubości pierścieniowej szczeliny do grubości ścianek rury zewnętrznej lancy zapewnia dobre warunki odprowadzenia ciepła, eliminując możliwość uszkodzenia lub wypalenia końcówki lancy, a tym samym umożliwiając znaczne przedłużenie jej żywotności. Sposób według wynalazku nadaje się do przedmuchiwania różnych ciekłych metali, zwłaszcza zaś kamienia miedziowego i niklowego.
187 501
Lanca do przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze według wynalazku jest uwidoczniona w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia konwertor z nadmuchem bocznym do przedmuchiwania kamienia miedziowego, w pionowym przekroju poprzecznym; fig. 2 - lancę tlenową według wynalazku, umieszczoną w ścianie konwertora, w przekroju osiowym, a fig. 3 - tę samą lancę w przekroju poprzecznym, wzdłuż linii A-A na fig. 2.
Figura 1 przedstawia konwertor bębnowy 1, z wewnętrzną wykładziną ogniotrwałą, w którym znajduje się kamień miedziowy 2. W ścianie bocznej konwertora są umieszczone lance 3 do przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu, przez które wdmuchuje się do wnętrza konwertora gaz zawierający powyżej 60%, a korzystnie powyżej 90% tlenu oraz azot pod ciśnieniem 6x105 Pa. W wyniku reakcji z siarczkiem żelaza następuje jego utlenienie, a następnie, wskutek działania dodanego do konwertora kwasu krzemowego, siarczek przechodzi w żużel, usuwany z powierzchni ciekłego metalu. Z pozostałego stężonego kamienia miedziowego powstaje, w wyniku dalszego przedmuchiwania, ciekła miedź konwertorowa, przemieszczająca się do jego dolnej części.
Lanca tlenowa 3 o długości dostosowanej do grubości ściany konwertora, a w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym przedstawionym na rysunku wynoszącej około 80 cm, składa się z rury wewnętrznej 4 (fig. 2 i 3) o grubości ścianki wynoszącej w tym przykładowym rozwiązaniu 3 mm oraz z otaczającej ją współosiowo - rury zewnętrznej 7. Między obydwoma rurami 4 i 7 utworzona jest pierścieniowa szczelina 11. Rura wewnętrzna 4 jest zamknięta na swym końcu korkiem 5 i połączona w pobliżu tego końca z przewodem 6, doprowadzającym gaz zawierający tlen. Rura zewnętrzna 7 lancy 3 jest natomiast połączona przewodem 8, doprowadzającym obojętny gaz chłodzący, na przykład azot lub argon, ewentualnie z zawartością powietrza, który przepływa przez szczelinę pierścieniową 11 i wypływa pierścieniowym strumieniem do ciekłego metalu. Grubość pierścieniowej szczeliny 11 utworzonej między rurami 4 i 7 wynosi, w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym przedstawionym na rysunku, 1,7 mm, natomiast grubość ścianki rury zewnętrznej wynosi 3 mm, wskutek czego stosunek tych dwóch wielkości ma wartość 0,566, czyli jest mniejszy od 0,6.
Rura zewnętrzna 7 jest na swym końcu 9 gazoszczelnie zamknięta.
W pierścieniowej szczelinie 11 między obydwoma rurami 4 i 7 znajdują się spawy punktowe 10, usytuowane wzdłuż długości szczeliny co 5 cm. Na jeden metr bieżący szczeliny przypada więc wzdłuż jej osi 20 spawów punktowych, natomiast na obwodzie szczeliny rozmieszczone są po 4 spawy punktowe 10. Dzięki spawom punktowym, spełniającym rolę elementów dystansowych, zapewniona jest współosiowość obydwu rur 4 i 7 oraz jednakowy przekrój szczeliny 11.
Grubość szczeliny 11 oraz średnica otworu wewnętrznej rury 4, a także stosowane ciśnienie gazu zawierającego tlen i obojętnego gazu chłodzącego winny być tak dobrane, aby objętość doprowadzanego do konwertora tlenu wynosiła 1,6 objętości doprowadzanego gazu obojętnego.
Sposób przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze według wynalazku polega na wdmuchiwaniu gazu zawierającego tlen, w którym objętościowa zawartość tlenu winna wynosić powyżej 60%, a korzystnie powyżej 90%, a nawet 100%. Tak duża zawartość tlenu powoduje szczególnie korzystne przyspieszenie reakcji utleniania zawartych w kamieniu miedziowym 2 siarczków metali, a tym samym zwiększenie wydajności procesu.
Ponadto zgodnie ze sposobem według wynalazku wdmuchuje się szczeliną 11 lancy 3 gaz obojętny, w którym zawarty jest azot, argon oraz ewentualnie powietrze. Obojętny gaz chłodzący odbiera znaczną ilość ciepła wydzielającego się podczas egzotermicznej reakcji utleniania. W rejonie wypływu gazu zawierającego tlen z otworu rury wewnętrznej 4 lancy 3 następuje największe wydzielanie się ciepła, przy czym obojętny gaz chłodzący tworzy wokół tego rejonu walcowy płaszcz chłodzący, który osłania końcówkę lancy 3 przed przegrzaniem.
Badania eksploatacyjne sposobu według wynalazku wykazały, że stosowanie jako gazu chłodzącego powietrza jest co prawda tańsze, jednakże ze względu na obecność tlenu działanie chłodzące powietrza jest mniejsze niż działanie azotu lub argonu. W sposobie według wy6
187 501 nalazku mogą być przy tym korzystnie stosowane dowolne mieszaniny wymienionych wyżej gazów.
Badania wykazały także, że wdmuchiwanie lancą gazu zawierającego tlen oraz obojętnego gazu chłodzącego do konwertora odbywa się korzystnie z boku lub z góry konwertora, bowiem nadmuch dolny, zwłaszcza ciekłego kamienia miedziowego, powoduje zbyt silne chłodzenie gromadzącej się na dnie konwertora - miedzi konwertorowej, Jednakże dla utleniania zanieczyszczeń zawartych w innych metalach może być również celowe doprowadzenie gazu zawierającego tlen i obojętnego gazu chłodzącego do ciekłego metalu - z dołu konwertora,
W celu uzyskania korzystnych warunków reakcji utleniania, gaz zawierający tlen doprowadza się do ciekłego metalu w sposobie według wynalazku pod minimalnym ciśnieniem 2x105 Pa, a korzystnie wyższym od 5x105 Pa, Również gaz obojętny doprowadza się do ciekłego metalu pod minimalnym ciśnieniem wynoszącym 2x105 Pa lub wyższym,
Zgodnie ze sposobem według wynalazku wdmuchuje się do konwertora więcej gazu zawierającego tlen niż gazu obojętnego, przy czym stosunek objętości obydwu gazów winien korzystnie mieć wartość zawartą w granicach od 1,5 do 1,6, Podczas ustalania dokładnej wartości tego stosunku w warunkach konkretnego procesu przedmuchiwania, należy uwzględnić, że w przypadku jego większej wartości (to jest stosunkowo dużej ilości tlenu i małej ilości gazu obojętnego) reakcja utleniania następuje bardzo intensywnie, lecz równocześnie działanie chłodzące gazu obojętnego jest niewielkie, natomiast w odwrotnym przypadku, to jest mniejszej wartości stosunku - działanie chłodzące jest wystarczająco intensywne, lecz równocześnie zostaje zmniejszona intensywność reakcji utleniania,
Badania eksploatacyjne sposobu według wynalazku wykazały ponadto, że po dokonanym przedmuchaniu tlenem ciekłego metalu w konwertorze i utworzeniu się żużla, korzystnie dalej wdmuchuje się do niego przez pewien czas zarówno gaz tlenonośny, jak i ewentualnie gaz obojętny, Dzięki temu lanca tlenowa zostaje ochłodzona, a ponadto zostają z niej usunięte zanieczyszczenia, powodując odpowiednie przedłużenie jej żywotności,
187 501
Fig. 3
187 501
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.
Claims (4)
- Zastrzeżenia patentowe1. Lanca do przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze, złożona z dwóch współosiowych, umieszczonych jedna w drugiej rur, oddzielonych od siebie za pomocą elementów dystansowych, przy czym przez rurę wewnętrzną jest doprowadzany gaz zawierający tlen, a przez szczelinę utworzoną między tymi rurami - obojętny gaz chłodzący, znamienna tym, że stosunek grubości szczeliny (11), utworzonej między rurą wewnętrzną (4) i rurą zewnętrzną (7), do grubości rury zewnętrznej (7) jest zawarty w granicach od 0,5 do 0,6.
- 2. Lanca według zastrz. 1, znamienna tym, że rurę wewnętrzną (4) i rurę zewnętrzną (7) oddzielają elementy dystansowe stanowią spawy punktowe (10), przy czym na obwodzie pierścieniowej szczeliny (11) są korzystnie równomiernie rozmieszczone cztery spawy punktowe (10), a na każdy 1 mb długości tej szczeliny przypada od 12 do 30 spawów punktowych (10).
- 3. Sposób przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze za pomocą gazu tlenonośnego, doprowadzonego przez środkowy otwór lancy, z równoczesnym wdmuchiwaniem przez pierścieniową szczelinę tej lancy obojętnym gazem chłodzącym, znamienny tym, że przez otwór środkowy lancy wdmuchuje się gaz zawierający powyżej 60%, a korzystnie powyżej 90% tlenu, pod minimalnym ciśnieniem wynoszącym 2x105 Pa, a korzystnie powyżej 5x105 Pa, natomiast przez pierścieniową szczelinę lancy wdmuchuje się obojętny gaz chłodzący, zawierający azot, argon oraz ewentualnie powietrze pod minimalnym ciśnieniem wynoszącym 2x105 Pa, przy czym stosunek objętości wdmuchiwanego do konwertora gazu tlenonośnego do objętości wdmuchiwanego w tym samym czasie obojętnego gazu chłodzącego ma wartość zawartą w granicach od 1,5 do 1,6.
- 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że gaz zawierający tlen oraz ewentualnie obojętny gaz chłodzący wdmuchuje się do konwertora również już po przedmuchaniu znajdującego się w nim ciekłego metalu i utworzeniu żużla.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19638148A DE19638148A1 (de) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | Sauerstofflanze und Verfahren zum Verblasen von flüssigem Metall |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL322128A1 PL322128A1 (en) | 1998-03-30 |
| PL187501B1 true PL187501B1 (pl) | 2004-07-30 |
Family
ID=7806075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL97322128A PL187501B1 (pl) | 1996-09-18 | 1997-09-16 | Lanca do przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu wkonwertorze oraz sposób przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0832987B1 (pl) |
| AT (1) | ATE209703T1 (pl) |
| CZ (1) | CZ294660B6 (pl) |
| DE (2) | DE19638148A1 (pl) |
| PL (1) | PL187501B1 (pl) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE516609C2 (sv) * | 2000-06-29 | 2002-02-05 | Ola Lundqvist | Lans, förfarande för framställning av en lans samt användning av en lans |
| EP2302082B1 (de) * | 2009-09-03 | 2013-04-17 | Linde AG | Verfahren zum Betreiben eines Konverters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| CN110567280B (zh) * | 2019-09-04 | 2024-03-15 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 氧化还原枪及具有其的氧化还原炉 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3990890A (en) * | 1972-05-17 | 1976-11-09 | Creusot-Loire | Process for refining molten copper matte with an enriched oxygen blow |
| BE795117A (fr) * | 1973-02-07 | 1973-05-29 | Centre Rech Metallurgique | Procede et dispositif pour le convertissage de matieres cuivreuses |
| US4036481A (en) * | 1973-06-14 | 1977-07-19 | Pennsylvania Engineering Corporation | Steel converter vessel tuyere block construction |
| US4023676A (en) * | 1976-09-20 | 1977-05-17 | Armco Steel Corporation | Lance structure and method for oxygen refining of molten metal |
| DE3045992A1 (de) * | 1980-12-05 | 1982-07-22 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zum einblasen von hochsauerstoffhaltigen gasen in ein ne-metalle enthaltendes schmelzbad |
| US4657586A (en) * | 1985-10-25 | 1987-04-14 | Union Carbide Corporation | Submerged combustion in molten materials |
| US5435833A (en) * | 1993-09-30 | 1995-07-25 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process to convert non-ferrous metal such as copper or nickel by oxygen enrichment |
-
1996
- 1996-09-18 DE DE19638148A patent/DE19638148A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-09-10 AT AT97115765T patent/ATE209703T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-09-10 EP EP97115765A patent/EP0832987B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-10 DE DE59705520T patent/DE59705520D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-16 PL PL97322128A patent/PL187501B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1997-09-17 CZ CZ19972931A patent/CZ294660B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ294660B6 (cs) | 2005-02-16 |
| PL322128A1 (en) | 1998-03-30 |
| DE59705520D1 (de) | 2002-01-10 |
| EP0832987A1 (de) | 1998-04-01 |
| ATE209703T1 (de) | 2001-12-15 |
| CZ293197A3 (cs) | 1998-07-15 |
| DE19638148A1 (de) | 1998-03-19 |
| EP0832987B1 (de) | 2001-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5042964A (en) | Flash smelting furnace | |
| JP3249816B2 (ja) | シュラウド付きランスによる先端サブマージド注入 | |
| US4251271A (en) | Submerged injection of gas into liquid-pyrometallurgical bath | |
| TW482823B (en) | A top injection lance | |
| BRPI0609774A2 (pt) | métodos para processar um pó de forno de aço e material contendo ferro e metais voláteis, e para operar um forno de indução a canal | |
| FI66649B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av blisterkoppar | |
| BRPI0706624A2 (pt) | processo para fabricar um produto contendo ferro a partir de minério de ferro | |
| FI68424C (fi) | Raffineringsugn foer icke-jaernmetaller | |
| WO2017165802A1 (en) | Inert gas blanketing of electrodes in an electric arc furnace | |
| CA2055841C (en) | Apparatus for continuous copper smelting | |
| JP6237664B2 (ja) | アーク炉の操業方法及び溶鋼の製造方法 | |
| CA2041297C (en) | Converter and method for top blowing nonferrous metal | |
| PL187501B1 (pl) | Lanca do przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu wkonwertorze oraz sposób przedmuchiwania tlenem ciekłego metalu w konwertorze | |
| US4146390A (en) | Furnace and method for the melt reduction of iron oxide | |
| FI107456B (fi) | Menetelmä hiukkasmaisen kirjometallisulfidimateriaalin sulattamiseksi tai konvertoimiseksi | |
| PL191903B1 (pl) | Sposób odtleniania i topienia metalu oraz urządzenie do podgrzewania wsadu w procesie odtleniania i topienia metalu | |
| BRPI0412256B1 (pt) | Processo de carga de metais de granulometria fina em um forno a arco elétrico | |
| ITMI962581A1 (it) | Procedimento per trattare una frazione leggera schredder in una massa fusa | |
| BR112021010228B1 (pt) | Carburador que realiza carburação com respeito a ferro fundido acomodado em um forno elétrico ou uma panela de fundição, e, método de carburação que usa o carburador | |
| AU2004201935A1 (en) | Metallurgical reactor for the production of cast iron | |
| RU2232364C2 (ru) | Индукционная печь и способ восстановления и выплавки металла с ее использованием | |
| RU2152441C1 (ru) | Устройство для донной продувки стали в ковше | |
| RU2645858C2 (ru) | Электросталеплавильный агрегат ковш-печь (ЭСА-КП) | |
| RU2241931C2 (ru) | Автогенный обжигово-плавильный агрегат | |
| RU2116352C1 (ru) | Способ завалки шихты в конвертер |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20060916 |