DE2845004B1 - Duesenanordnung fuer Stahlerzeugungs-OEfen,insbesondere fuer Stahlwerkskonverter - Google Patents

Description

ORIGTNAL INSPECTED

gemäße Gruppenbildung ermöglicht ferner, einzelne erfindungsgemäße Düsenanordnungen verteilt im Boden und/oder in den Wänden des Stahlerzeugungsofens anzuordnen. Zusätzlich zu diesen Vorteilen ergibt sich weiterhin der wesentliche Vorteil, mittels des Hüllrohres neue Strömungsquerschnitte zu bilden, in denen wahlweise das eine oder andere Medium zugeführt werden kann, um sowohl die Standzeit der Düse zu erhöhen oder auch um mechanisch oder chemisch auf den Ablauf des metallurgischen Prozesses einzuwirken.

In Weiterbildung des Grundgedankens der Erfindung ist zusätzlich vorgesehen, daß die in Abständen voneinander angeordneten Düsenrohre einen kreisförmigen oder polygonalen Ringquerschnitt aufweisen. Diese Maßnahme gestattet den zwischen den einzelnen Düsenrohren bestehenden Strömungsquerschnitt seiner Größe und seiner Form nach zu beeinflussen.

Diesem Sinn entspricht die weitere Maßnahme, daß Düsenrohre mit polygonalem Ringquerschnitt sich mit Querschnittsecken und/oder mit ihren Querschnittsseiten berühren. Damit lassen sich praktisch zwischen den Düsenrohren gleich geformte bzw. gleichgroße Strömungsquerschnitte für weitere Medien schaffen.

Die Erfindung ist ferner gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Sauerstoff-Aufblaskonverter mit einer von oben durch die Konvertermündung absenkbaren Blaslanze und durch deren zur Blaslanzenachse exzentrischen Anordnung in der Bodenzone des Konverters. Die Erfindung eignet sich somit für die Kombination zweier unterschiedlicher Stahlerzeugungsverfahren, nämlich dem Sauerstoffaufblas-Verfahren mit dem Sauerstoffdurchblas-Verfahren.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß für eine Gruppe von Düsenrohren ein zu einem Düsengehäuse zentrisches Stoffzuführungsrohr vorgesehen ist, dessen Verteilerraum gegenüber einem außenliegenden Ringraum abgedichtet ist und daß das Hüllrohr an den Ringraum angeschlossen ist, der seinerseits mit einem weiteren Stoffzuführungsrohr verbunden ist. Diese Ausführungsform gibt den Stoffen, die durch die Düsenrohre geführt werden, den Vorzug und führt zu einer entsprechend strömungsgünstigen Verteilung, währenddem z. B. Mantelgase und dgl. in die Umfangsbereiche der Düsenrohre geleitet und verteilt werden.

Die besondere Ausbildung der erfindungsgemäßen Düsenanordnung besteht im weiteren darin, daß das Düsengehäuse aus einer die Düsenrohre bzw. Steckdüsen aufnehmenden Grundplatte, einer mit einem Schaftteil versehenen Flanschplatte besteht, die den zentrischen Verteilerraum bildet, der die Steckdüsenmündungen umschließt, ferner aus einem Gehäuseteil, der zusammen mit dem im Durchmesser verminderten Absatz des Schaftteils den Ringraum bildet, an den das Hüllrohr angeschlossen ist.

Eine besonders dichte Verbindung des Hüllrohres kann dabei derart erzielt werden, daß in der Grundplatte eine öffnung für den Anschluß des Hüllrohres vorgesehen ist.

Schließlich besteht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, daß zwischen der Grundplatte und dem Schaftteil der Flanschplatte eine auf die Düsenrohre aufsteckbare, auswechselbare Düsenplatte vorgesehen ist

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Achsenschnitt durch einen Konverter, der mit der erfindungsgemäßen Düsenanordnung am Boden versehen ist,

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Düsenanordnung entsprechend der Schnittangabe I-I in F i g. I₁

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Düsenanordnung nach F i g. 2 als abgewandelte Ausführungsform,

Fig.4 einen Achsenschnitt in Längsrichtung durch die erfindungsgemäße Düsenanordnung der F i g. 1 bis 3 in vergrößertem Maßstab zu F i g. 1.

Der Konverter 1 kann sowohl von oben durch die Mündung 2 als auch durch die Gefäßhülle 3 und durch die Bodenzone 3a der Gefäßhülle 3 wie auch durch die Wandzone 3b oder durch den Tragring 4 hindurch, der das Konvertergewicht in allen Kippstellungen trägt, mit Frisch- und Schutzgasen sowie mit Zuschlagstoffen geblasen werden. Im Fall der Ausgestaltung als mittels Blaslanzen betriebener Konverter, in dem Schmelze nach dem Sauerstoff-Aufblasverfahren gefrischt wird, befindet sich in der Mittelachse 5 eine weiter nicht dargestellte Blaslanze, die in den Konverter absenkbar gehalten ist. Die hier beschriebene Düsenanordnung kann selbständig für einen bodenblasenden Konverter nach dem Sauerstoffdurchblas-Verfahren oder auch in Kombination mit dem Sauerstoff-Aufblas-Verfahren verwendet werden. In der gezeichneten Ausgestaltung liegen Stoffzuführungsrohre 6 und 7 in den hohlen Kippzapfen 8 und 9, durchdringen den Tragring 4 und sind an die Düsenanordnung 10 angeschlossen. Diese befindet sich gemäß Fig. 1 in der Bodenplatte 11 und weist einen Verteiler 12 auf. Der Verteiler 12 ist in F i g. 4 näher beschrieben.

Der die Bodenplatte 11 durchdringende Teil der Düsenanordnung 10 besteht aus zylindrischen Rohren. Hierbei sind die Düsenrohre 13 mit einem runden Querschnitt der äußeren Form gewählt und berühren sich lediglich in Rohrlängsrichtung auf Linien 14, die in den Fig.2 und 3 als Punkte erscheinen. Trotz dieser Berührung (Fig.2) verbleiben etwa dreieckförmige Querschnittsflächen 15, so daß jeweils Abstände zwischen den Außenumfängen 13a bzw. zwischen Außenumfangsabschnitten 13a entstehen. Die Querschnittsflächen 15 bilden zusammen mit der Längserstreckung der Düsenrohre Querschnittsräume 15a, die am Umfang durch das Hüllrohr 16 begrenzt werden. In den Querschnittsräumen 15a (F i g. 4) werden Schutzgase, wie z. B. Argon oder Stickstoff, geführt, die aufgrund ihrer inerten Wirkungen bzw. aufgrund ihrer tiefen Eintrittstemperaturen, die in den Düsenrohren 13 geführten Stoffströme (Sauerstoff, Luft, Kalkstaub und dgl.) beim Eintritt in den Konverter-Innenraum 17 ummanteln und damit einen Schutz gegen die chemischen Wirkungen und gegen die Wärmewirkungen der Schmelze im Konverter bilden.

Die im Querschnitt kreisringförmigen Düsenrohre 13 sind nach einer Abwandlung des Erfindungsgedankens (F i g. 3) mit größeren Abständen voneinander angeordnet, wodurch sich die Querschnittsflächen 15 wesentlich vergrößert ergeben. Die damit gewandelte Querschnittsform stellt einen wesentlichen Bestandteil des Erfindungsgedankens dar. Durch die Wahl eines polygonalen Querschnitts, z. B. einer Sechseckfläche, entstehen gleichgroße, ebenfalls sechseckförmige Querschnittsflächen 15, durch die außer staubförmigen auch körnige Stoffe von erheblicher Korngröße ohne die Gefahr von Verstopfungen hindurchgeführt werden können. In den dargestellten Beispielen der F i g. 2 und 3 werden die Querschnittsräume 15a von den Schutzgasen durchströmt. Ferner kann die Form der Quer-

schnittsflächen 15 durch die Konfiguration unterschiedlicher Polygone und durch die Gegenüberstellung von Querschnittsecken bzw. Querschnittsseiten variiert werden.

Die in den Fig.2 und 3 dargestellte Anzahl von Düsenrohren 13 bilden eine Gruppe von Düsenrohren; eine solche Gruppe kann mehrfach am Konverter 1 vorgesehen sein, wobei einzelne Gruppen in der Bodenzone 3a schräg oder parallel zur Mittelachse 5 in der Wandzone 3b verlaufen. Die Angabe »schräg« ist hier auch bezogen auf den Grundriß des Konverters 1 im Sinn einer Kraft zu verstehen, die eine im Konverter umlaufende Strömung der Schmelze erzeugt.

Das Düsengehäuse 18 (F i g. 4) weist einen Verteilerraum 19 auf. Es bildet zusammen mit dem Gehäuseteil 20 einen Ringraum 21, der mittels der Ringdichtung 22 nach außen abgedichtet ist. Das aus dem Stoffzuführungsrohr 7 ankommende Gas (Sauerstoff, Argon, Stickstoff, Luft oder staub- bzw. kornförmige Zuschlagsstoffe) strömt über den Verteilerraum 19 in die Düsenrohre 13 durch Steckdüsen 23, die jeder Düse 13 zugeordnet sind. Der Verteilerraum 19 öffnet sich in Strömungsrichtung (Pfeilrichtung) kelchförmig. Die gas- oder staubförmigen Stoffe strömen danach ungehindert in die trichterförmigen Öffnungen der Steckdüsenmündungen 23a. Der Gehäuseteil 20, die Grundplatte 24 und die Flanschplatte 25 sind dichtend mittels Schrauben 24b, 25cgegeneinandergespannt. An dem Schaftteil 25a der Flanschplatte 25 ist ein Absatz 256 vorgesehen, der zusammen mit dem ringmantelförmigen Gehäuseteil 20 den Ringraum 21 bildet. An der Öffnung 24a ist das Hüllrohr 16 dicht angesetzt, so daß durch das Stoffzuführungsrohr 6 das kühlende, an der Reaktion des metallurgischen Verfahrens nicht teilnehmende Gas

ίο oder andere Stoffe durch den Ringraum 21 hindurch auf dem Weg 26 (Pfeil) durch Kanäle 26a und durch die Querschnittsräume 15a in den Konverterinnenraum 17 einströmen. Die Steckdüsen 23 sind in der auswechselbaren Düsenplatte 27 befestigt und bilden gleichzeitig eine Dichtung zwischen dem Verteilerraum 19 und dem Ringraum 21.

Die Erfindung ermöglicht eine variable Zusammenstellung von Düsenrohren 13 mit verschiedenen Querschnitten um jede gewünschte Strömungsform der Reaktionsgase und/oder der Zuschlagsstoffe und/oder der Schutzstoffe beim Eintritt in den Konverterinnenraum 17 zu erzeugen. Solche Strömungsformen üben einen bedeutenden Einfluß auf den Ablauf des metallurgischen Verfahrens im Stahlerzeugungsofen aus und beschleunigen und intensivieren diesen Ablauf.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Düsenanordnung für Stahlerzeugungs-Öfen, insbesondere für Stahlwerkskonverter, deren Düsenrohre die Gefäßhülle und die Ausmauerung durchdringend insbesondere in der Bodenplatte vorgesehen sind und aus einer Mehrzahl von Einzeldüsenrohren für die gesonderte Zuführung von staub- bzw. gasförmigen Reaktions-, Zuschlag- und/oder Schutzstoffen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsenrohre (13) zu mindestens einer Gruppe mit zwischen dem Außenumfang oder Außenumfangs-Abschnitten (13a,) einzelner Düsenrohre (13) bestehenden Abständen zusammengefaßt sind und daß jeweils eine Gruppe mittels eines Hüllrohres (16) umgeben ist, das an ein getrenntes zu- und abschaltbares Stoffzuführungsrohr (6) angeschlossen ist.

2. Düsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abständen voneinander angeordneten Düsenrohre (13) einen kreisförmigen oder polygonalen Ringquerschnitt aufweisen.

3. Düsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Düsenrohre (13) mit polygonalem Ringquerschnitt sich mit Querschnitts-Ecken und/oder mit ihren Querschnittsseiten berühren.

4. Düsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Sauerstoff-Aufblaskonverter (1) mit einer von oben durch die Konvertermündung (2) absenkbaren Blaslanze und durch deren zur Blaslanzenachse exzentrischen Anordnung in der Bodenzone (3a,) des Konverters (1).

5. Düsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Gruppe von Düsenrohren (13) ein zu einem Düsengehäuse (18) zentrisches Stoffzuführungsrohr (7) vorgesehen ist, dessen Verteilerraum (19) gegenüber einem außenliegenden Ringraum (21) abgedichtet ist und daß das Hüllrohr (16) an den Ringraum (21) angeschlossen ist, der seinerseits mit einem Stoffzuführungsrohr (6) verbunden ist.

6. Düsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsengehäuse (18) aus einer die Düsenrohre (13) bzw. Steckdüse (23) aufnehmenden Grundplatte (24), einer mit einem Schaftteil (25a,) versehenen Flanschplatte (25) besteht, die den zentrischen Verteilerraum (19) bildet, der die Steckdüsenmündungen (23a,) umschließt, ferner aus einem Gehäuseteil (20), der zusammen mit dem im Durchmesser verminderten Absatz (25b) des Schaftteiles (25a,) den Ringraum (21) bildet, an den das Hüllrohr (16) angeschlossen ist.

7. Düsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundplatte (24) eine öffnung (24a; für den Anschluß des Hüllrohres (16) vorgesehen ist.

8. Düsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Grundplatte (24) und dem Schaftteil (25b) der Flanschplatte (25) eine auf die Düsenrohre (13) aufsteckbare, auswechselbare Düsenplatte (27) vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft eine Düsenanordnung für Stahlerzeugungs-Öfen, insbesondere für Stahlwerkskonverter, deren Düsenrohre die Gefäßhülle und die Ausmauerung durchdringend insbesondere in der Bodenplatte vorgesehen sind und aus einer Mehrzahl von Einzeldüsenrohren für die gesonderte Zuführung von staub- bzw. gasförmigen Reaktions-, Zuschlag- und/oder Schutzstoffen besteht.

Derartige Düsenanordnungen dienen dem Zweck,

ίο Frischgase, wie z. B. Luft oder technisch reiner Sauerstoff zur Reduktion des Roheisens zu Stahl in den metallurgischen Schmelzofen einzuleiten, ferner Kalk oder eine Sauerstoff/Kalk-Suspension zur Bildung einer Schlackenschicht einzuführen und außerdem, um inerte Gase, wie Argon, Stickstoff sowie Kohlenwasserstoffgase als Schutzgase für die Düsenrohre zuzuführen. Die Verteilung der Düsen in der Ofenwandung und/oder im Ofenboden erfolgt in Abhängigkeit der Ofenform, die ihrerseits der Eigenart des gewählten Blasverfahrens angepaßt ist.

Es ist bekannt (DE-OS 17 83 165), eine Vorrichtung zur Speisung der Blasöffnungen im Boden eines Konverters unter einem Druck von mehr als 3 bar mit einer unterteilten Windsammeivorrichtung unterhalb der Blasöffnungen derart auszugestalten, daß die Windsammeivorrichtung aus einer Vielzahl von kreisringförmigen Sammelrohren in konzentrischer Anordnung besteht. Hierbei ist jede der Blasöffnungen des Bodens aus einem metallischen Rohr (aus Kupfer) gebildet, jedes dieser Rohre endet an der Basis in einem Trichter und besitzt einen Injektor. Somit entspricht die Anzahl der Blasöffnungen der Anzahl der Injektoren. Eine solche Vorrichtung ist nicht nur aufwendig, sondern ebenso unsicher, weil bei Störung eine der Injektoren der zugehörigen Bodenzone zurückgeht.

Die vorliegende Erfindung geht davon aus, daß eine derartig hohe Anzahl von Blasöffnungen aus metallurgischen Gründen nicht erforderlich ist und stützt sich hierbei auf die Erfahrungen beim Sauerstoff-Aufblasverfahren, das mittels einer einzigen Blaslanze wirkungsvoll arbeitet, wobei selten mehr als drei Blasöffnungen an dem Blaslanzenkopf vorgesehen sind. Darauf aufbauend wird das Vorhandensein einer Vielzahl von Blasöffnungen für metallurgisch nicht erforderlich erachtet und der hohe vorrichtungstechnische Aufwand für nachteilig angesehen. Ein sich daraus ergebender weiterer Nachteil besteht in der Schwierigkeit, an sämtlichen Blasöffnungen der hohen Anzahl Wartungsbzw. Reparaturarbeiten durchführen zu müssen.

so Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfachere Anordnung der Düsen zu schaffen, dabei einen möglichst geringen technischen Aufwand zu benötigen, und zwar insbesondere bezogen auf die Anzahl der Teile sowie auf deren Wartung und Reserveteilhaltung.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß mehrere Düsenrohre zu n.indestens einer Gruppe mit zwischen dem Außenumfang oder Außenumfangs-Abschnitten einzelner Düsenrohre bestehenden Abständen zusammengefaßt sind und daß jeweils eine Gruppe mittels eines Hüllrohres umgeben ist, das an ein getrenntes, zu- und abschaltbares Stoffzuführungsrohr angeschlossen ist. Ein erster Vorteil besteht darin, daß nur mit einer Düse gearbeitet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht in dem geringen technischen Aufwand, da die Anzahl der Teile wesentlich verringert wird. Dementsprechend sinkt auch der Aufwand für die Wartung und für die Reserveteilhaltung. Die erfindungs-