PL79296B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: The Steel Company of Wales Limited, Port Talbot (Wielka Brytania) Sposób swiezenia stali Przedmiotem, wynalazku jest sposób swiezenia stali, zwlaszcza w konwertorach LJD. lub B.O.P. albo w otwartych piecach trzonowych.Znane np. z polskiego opisu patentowego nr 45 125 sposoby swiezenia kapieli metalowej w kon¬ wertorach polegaja na wdmuchiwaniu do konwer¬ tora strumieni gazu przy pomocy urzadzenia posia¬ dajacego dysze umozliwiajace doprowadzenie do kapieli przynajmniej trzech róznych gazów jedno¬ czesnie. Jeden ze strumieni podaje gaz o niskim cisnieniu. Ponadto w strumieniach gazów moze byc wprowadzane rozpylone paliwo na przyklad olej lub sproszkowany grafit, ewentualnie substancje odsiarczajace, lub topniki jak na przyklad wapno lub soda kalcynowana. Sposób ten znany jest z polskiego opisu patentowego nr 44 002.Zasadnicza wada powyzszego sposobu jest bardzo powolne dzialanie wdmuchiwanych gazów na roz¬ topiony metal, co czyni proces dlugotrwalym. Do¬ datkowe trudnosci wiaza sie ze zwiekszonym za¬ potrzebowaniem ciepla dla utrzymania wlasciwej temperatury kapieli.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu po¬ zbawionego powyzszych wad, przy czym sposób ten powinien charakteryzowac sie znacznie wiek¬ sza wydajnoscia, aby maksymalnie obnizyc koszty prowadzenia takiego procesu.Sposób swiezenia stali wedlug wynalazku pole¬ ga na oddzialywaniu tlenem na kapiel metalowa poprzez wdmuchiwanie do zbiornika plomienia 10 15 20 25 to utworzonego ze strumieni tlenu i cieklego paliwa weglowego, w którym znajduja sie czastki cial sta¬ lych unoszone przez strumien cieklego paliwa zasi¬ lajacego plomien.Przedmiotem wynalazku jest sposób swiezenia stali w otwartym piecu trzonowym, lub w konwer¬ torze z górnym dmuchem polegajacy na wdmuchi¬ waniu do konwertora plomienia utworzonego przez strumien tlenu i cieklego paliwa weglowego, w którym unoszone sa czastki cial stalych w postaci mulistej zawiesiny.Sposób moze byc stosowany do przetapiania ze¬ liwa na stal, jak równiez do rafinacji miedzi albo cynku. Sposób wedlu wynalazku umozliwia wtrys¬ kiwanie w roztopiony, oczyszczony metal róznych cial stalych zarówno pojedynczo jak i w postaci mieszanek w celu wywolania, zapoczatkowania lub wzmozenia przebiegu róznych reakcji niezbednych do rafinacji metalu.Sposród róznych cial stalych, które wprowadza sie do strumienia cieklego paliwa weglowego mo¬ zna wymienic jako typowe wapno, topniki, rude zelaza lub zgorzeline, przy czym kazde z nich mo¬ ze byc wprowadzane oddzielnie lub w mieszance o pewnym skladzie.Cialami stalymi unoszonymi w strumieniu ciekle¬ go paliwa weglowego, w przypadku swiezenia ka¬ pieli metalowej, moga byc tlenki zelaza w postaci zgorzeliny, rudy zelaznej lub róznych pylów pie¬ cowych. Topniki zuzla, weglik wapnia, wegiel, lub 79 2963 70 296 4 Inne ciala zawierajace wegiel lub fluoryt mozna równiez wprowadzac do cieklego paliwa.Zaleca sie azeby ciala stale wprowadzone do strumienia cieklego paliwa byly dokladnie rozdrob¬ nione, to znaczy azeby uziarnienie czastek cial sta¬ lych bylo nie wieksze niz trzy milimetry, a lepiej azeby miescilo sie w granicach od okolo 0,3 mm do uziarnienia czastek przechodzacych przez sito o 200 oczkach (wedlug normy brytyjskiej), a naj¬ lepiej, aby bylo zawarte w granicach 40—60 oczek sita, wedlug normy brytyjskiej. Ciala te po wy¬ mieszaniu z cieklym paliwem doprowadza sie w stanie pólplynnym, w postaci mulistej zawiesiny jdp„dyszr-z"kttirycb wytryskuja strumienie zasila¬ jace jJlomienie.; W grocesie wedlug wynalazku uzy¬ wa sie dysz w poctaci wielostrumieniowych lanc umozliwiajacych wtryskiwanie mieszanki tlenu i oleju opalowego do urzadzenia przeznaczonego do s$£i£zenia stali.J W._przypadku gdy w strumien cieklego paliwa wprowadza sie topniki zuzla, strumien nalezy wy¬ twarzac dynamicznie i wtryskiwac w metal z duza szybkoscia, co umozliwia kierowanie przebiegiem reakcji i uzyskanie wysokiego stopnia oczyszczania kapieli metalowej. Przy swiezeniu rudy zelaznej nalezy uzyc znacznie wiecej zlomu, zgorzeliny lub rudy zelaznej niz wyliczono na podstawie- ciepla uzyskanego ze spalania okreslonej ilosci cieklego paliwa weglowego i ilosci ciepla wymaganego, do doprowadzenia zlomu do temperatury topnienia.Jednakze wdmuchiwanie produktów spalania jak tez i tlenu do kapieli metalowej moze wywolac reakcje endotermiczne miedzy dwutlenkiem wegla zawartym we wdmuchiwanych gazach i skladnika¬ mi kapieli metalowej, wskutek czego nalezy zasto¬ sowac wieksza ilosc ciepla od ilosci wyliczonej na podstawie równowagi cieplnej procesu.Zaleca sie stosowanie nadmiaru tlenu w stosun¬ ku do ilosci tlenu niezbednego do calkowitego spa¬ lania paliwa, przy czym nadmiar ten nawet moze byc wiekszy niz lOOOtyo od wymaganego do calko¬ witego spalenia. Pozadane jest, zeby nadmiar tle¬ nu byl zawarty w granicach 150—200°/o.Cieklym paliwem weglowym mcze byc na przy¬ klad olej opalowy uzyskiwany z ropy naftowej lub smola koksownicza o malej zawartosci siarki, przy czym strumienie tlenu i cieklego paliwa wdmu¬ chuje sie do zbiornika, w którym zachodzi proces swiezenia, za pomoca wielostrumieniowej dyszy wykonanej na przyklad wedlug brytyjskiego opi¬ su patentowego nr 1 021 099.Zaleca sie, azeby podczas swiezenia plomien nie dotykal roztopionego metalu, co ma glównie na celu zmniejszenie stopnia zanieczyszczenia kapieli metalowej wskutek wprowadzania siarki.Typowym paliwem jest olej opalowy o malej za¬ wartosci siarki. Jezeli wprowadzane wapno ma po¬ stac mulu, olej opalowy powinien miec 200 sekund (redwood nr 1) lepkosci, a proporcja wprowadza¬ nego wapna powinna byc w granicach 30—50°/o, najlepiej powinna wynosic 45% wagowych w sto¬ sunku do ciezaru oleju.Tlen podgrzewa sie w dyszy lub w plomieniu, gdyz w konwencjonalnym konwertorze z górnym dmuchem, który uzyto do realizacji sposobu wedlug wynalazku stosuje sie tlen zimny, który poza tym jest chlodzony wskutek adiabatycznego rozpreze¬ nia, nastepujacego przy wyrzucaniu tlenu z dyszy, co powoduje znaczne zuzycie ciepla wytwarzanego 5 podczas procesu i tym samym ogranicza ilosc zlo¬ mu, który mozna zaladowac do wytopu wczesniej lub podczas swiezenia.Mieszanina oleju opalowego i rozdrobnionych materialów moze byc wtryskiwana do zbiornika, w którym zachodzi proces swiezenia, za pomoca wielostrumieniowej dyszy osadzonej na lancy na przyklad wedlug brytyjskiego opisu patentowego nr 1 021 099. Lanca zawiera wydluzony korpus zao¬ patrzony wewnatrz w przewód paliwa usytuowany po srodku i w przewód tlenu usytuowany dooko¬ la przewodu doprowadzajacego paliwo. Przewód tlenu tworzy pierscieniowy kanal. Korpus na jed¬ nym koncu jest zaopatrzony w dysze zasilajaca utworzona z wielokrotnych kryz polaczonych z przewodem doprowadzajacym tlen poprzez rurki zasilajace rozmieszczone pod pewnym katem wzgle¬ dem osi podluznej lancy. Przewód paliwa posiada u wylotu rurki do zasilania paliwem, z których kazda jest zaopatrzona w koncówke umieszczona 25 w odpowiedniej rurce zasilajacej w tlen, co powo¬ duje, ze tlen przeplywajacy do otworu przez te rur¬ ke przeplywa pierscieniowo dookola koncówki od¬ powiedniej rurki zasilania paliwem, skutkiem cze¬ go paliwo jest unoszone w tlenie i wyplywa z 30 otworów wylotowych.W celu przystosowania takiej lancy do uzytku w urzadzeniach L.D. lub P.O.F. do wytwarzania stali wprowadzono pewne zmiany w budowie lan¬ cy. Dlugosc lancy zostala znacznie zwiekszona, wskutek czego nastepuje nadmierne ochladzanie paliwa podczas przeplywu przez lance. Zapobiega sie temu izolujac przewód doprowadzajacy olej -opalowy lub przez dodanie dodatkowej rurki na zewnatrz przewodu doprowadzajacego paliwo, u- mieszczonej w pewnym odstepie zapewniajacym oslone przed odplywem ciepla.W celu przystosowania lancy do wspólpracy z otwartym konwertorem z górnym dmuchem, 45 umieszcza sie ja w otwartej gardzieli konwerto¬ ra oraz otwiera sie doplyw paliwa i tlenu. Plo¬ mien palacej sie mieszanki przy wylocie z dyszy powinien rozciagac sie od otworów wylotowych przy koncu lancy na odleglosc okolo 48—40 cm. 50 Nastepnie lance obniza sie tak, azeby otwory wy¬ lotowe znajdowaly sie w odleglosci 120—180 cm od powierzchni wytopu, to znaczy, zeby plomien nie dotykal powierzchni wytopu.Zasilanie olejem opalowym zastepuje sie zasila- 55 niem paliwem zawierajacym mulista zawiesine cial stalych. Zasilanie tlenem i zawiesina prowadzi sie az do calkowitego zakonczenia procesu swiezenia.Zaleca sie, azeby zawiesina byla doprowadzana pod odpowiednim cisnieniem wystarczajacym do 60 nadania czasteczkom cial stalych energii umozli¬ wiajacej wprowadzenie ich do kapieli metalowej.Przez swiezenie stali wedlug wynalazku mozna uzyskac z surówki o zawartosci fosforu do 0,08°/o wagowych, stal o zawartosci fosforu mniejszej niz 65 0,015°/o wagowych, a dalsze swiezenie prowadzi doTO 290 uzyskania zuzla o zawartosci zelaza mniejszej niz 25Vo.Poziom zawartosci fosforu w kapieli metalowej zalezy od wlasnosci fizycznych i chemicznych cza¬ stek cial stalych wprowadzonych do konwertora podczas swiezenia w plomieniu cieklego paliwa, a mianowicie duzej szybkosci reakcji wapna uno¬ szonego w cieklym paliwie wskutek znacznie wiek¬ szej powierzchni czynnej rozdrobnionego wapna w porównaniu z wapnem zbrylonym uzywanym w te¬ go rodzaju procesach, od bezposredniego wprowa¬ dzania wapna do strefy reakcji wskutek bombar¬ dowania tlenem powierzchni kapieli oraz wiekszej energii czasteczek wyrzucanych z dyszy lancy, niz energia czasteczek gazu na powierzchni wytopu.Sposób wedlug wynalazku ulatwia tworzenie sie zuzla, a zatem umozliwia szybsze usuwanie fosforu przy wytopie stali oraz umozliwia ciagle regulowa¬ nie skladu chemicznego zuzla i jego zasadowosci.Sposób ten znajduje zastosowanie we wszystkich przypadkach, w których stosuje sie górne prze¬ dmuchiwanie kapieli tlenem i sproszkowanym wapnem, przy czym uniknieto w nim zwrotnego erozyjnego oddzialywania na lance i pomocnicze przewody sproszkowanego wapna, oraz strat sprosz¬ kowanego wapna wskutek unoszenia przez gardziel, jak równiez atakowania wyprawy zbiornika przez sproszkowane wapno.Sposób przedmuchiwania jest taki sam jak w procesie S.D., róznica polega na tym, ze w procesie wedlug wynalazku do przedmuchiwania uzywa sie oleju opalowego z mulista zawiesina ciala stalego dzialajacego oczyszczajaco na metal, przy czym olej podczas przedmuchiwania zapala sie u wylo¬ tu lancy. Glównym czynnikiem regulujacym sklad chemiczny i wlasnosci chemiczne zuzla jest szyb¬ kosc wtryskiwania wapna.Ilosc wapna w kilogramach na tone wytapianego metalu wylicza sie na podstawie zadanej zasado¬ wosci zuzla oraz czystosci wapna i zuzywania sie wyprawy. Zasadowosc zuzla wylicza sie na podsta¬ wie nastepujacej zaleznosci: . .. . ., B/oCaO zasadowosc zuzla = i86o/0 Si2 + l,l8*/o P205 Odpowiednie warunki chemiczne do spienienia wy¬ wolujacego tworzenie sie zuzla zachodza wówczas, gdy zasadowosc zuzla utrzymuje sie na pozio¬ mie 1,0 tak dlugo, jak tylko jest to mozliwe.Azeby spelnic ten warunek reguluje sie szybkosc doplywu wapna do mulistej zawiesiny podczas dwóch trzecich okresu przedmuchiwania, pozosta¬ la ilosc wapna regulujaca ostateczna zasadowosc dodaje sie w ciagu pozostalej jednej trzeciej okre¬ su przedmuchiwania. Postepuje sie przy tym jak ponizej. Lance kieruje sie dokladnie do srodka naczynia i otwiera sie doplyw tlenu w ilosci wy¬ starczajacej do zapalania cieklego paliwa. Otwie¬ ra sie doplyw oleju opalowego, po czym naste¬ puje natychmiastowy zaplon oleju. Nastepnie lan¬ ce opuszcza sie do polozenia normalnego przedmu¬ chiwania i otwiera sie doplyw tlenu w ilosci po¬ trzebnej do przedmuchiwania oraz dodaje sie do wytopu troche topnika. Otwiera sie doplyw paliwa z mulista zawiesina w ilosci 45°/o wagowych oleju opalowego, W zbiorniku wystepuje spienienie w czasie 2—6 minut, przy czym stopien spienienia re¬ guluje sie przez obnizenie lancy i zamkniecie do¬ plywu tlenu. Skladniki niezbedne do wytwarzania zuzla wprowadza sie do paliwa z zawiesina pod- 5 czas dwóch trzecich okresu przedmuchiwania w takiej ilosci, aby utrzymac zasadowosc zuzla w naczyniu na poziomie 1,0. Pozostala ilosc wapna dodaje sie do ostatniej trzeciej czesci okresu prze¬ dmuchiwania i doprowadza sie w koncowej fazie 10 do zasadowosci zuzla na poziomie 1,4—1,8. Po ukonczeniu procesu zamyka sie doplyw zawiesiny i uklad przeplukuje sie olejem opalowym, a na¬ stepnie para wodna. 15 PL PL

Claims (10)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób swiezenia stali przez oddzialywanie tle¬ nem na roztopiony surowiec zeliwny w zbiorni- 20 ku do swiezenia, poprzez wtryskiwanie do zbior¬ nika plomienia utworzonego ze strumieni tlenu i cieklego paliwa weglowego, przy czym produkty spalania, a nie sam plomien bombarduja powierz¬ chnie wytopu, znamienny tym, ze w strumieniu 25 cieklego paliwa weglowego zasilajacego plomien wprowadza sie czastki cial stalych, które unoszone sa w postaci mulistej zawiesiny.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie nadmiar tlenu w stosunku do ilosci nie- 30 zbednej do calkowitego spalenia paliwa, przy czym nadmiar ten moze wynosic 1000Ve, a korzystnie wynosi 150—200*/o.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze jako ciekle paliwo weglowe stosuje sie weglo- 35 wodorowy olej opalowy lub smole koksownicza o niskiej zawartosci siarki.

4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze w strumieniu cieklego paliwa weglowego wpro¬ wadza sie mulista zawiesine zawierajaca rózne cia- 40 la stale pojedynczo lub w mieszance.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze w strumieniu cieklego paliwa weglowego wprowadza sie mulista zawiesine zawierajaca pewna ilosc tlen¬ ku zelaza. 45

6. Sposób wedlug zastrz. 4,. znamienny tym, ze stosuje sie zawiesine czastek stalych zawierajaca topniki zuzla, weglik wapnia, wegiel lub inne roz¬ drobnione ciala stale zawierajace wegiel lub flu¬ oryt. 50

7. sposób wedlug zastrz, 5 lub 6, znamienny tym, ze stosuje sie rozdrobnione czastki stale o uziar- nieniu nie wiekszym niz 3 mm, korzystnie zawar¬ tym w granicach od 1,5 mm do wymiarów ziarn przechodzacych przez sito o 200 oczkach, wedlug 55 normy brytyjskiej, a najlepiej jesli uziarnienie za¬ warte jest w granicach 40—60 oczek sita, wedlug normy brytyjskiej.

8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze wprowadza sie mulista zawiesine czastek stalych 60 w ilosci 30—50°/t wagowych w stosunku do paliwa.

9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze wytwarza sie zawiesine czastek stalych w stru¬ mieniu cieklego paliwa weglowego, a wytworzo¬ na zawiesina zasila sie dysze stanowiace czesc wie- 05 lostrumjeniowej lancy, ?a pomoca której wtryskuje79 296 7 8 sie mieszanke tlenu i oleju opalowego do zbiorni- 11. Sposób wedlug zastrz. 10, znamienny tym, ze ka do swiezenia. topniki dodaje sie w ilosci odpowiedniej do utrzy-

10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze mania zasadowosci zuzla na poziomie 1,0, przy rozdrobnionym czastkom stalym wyrzucanym z dy- czym w trzeciej, ostatniej fazie swiezenia dopusz- szy nadaje sie wieksza energie, niz energia cza- 5 cza sie do wzrostu zasadowosci zuzla do wartosci stek gazu na powierzchniwytopu. w granicach 1,4—1,8. W.D.Kart. C/987/75, 105+15, A4 Cena 10 zl PL PL