DE69419598T2

DE69419598T2 - Abstichverfahren für hochofen

Info

Publication number: DE69419598T2
Application number: DE69419598T
Authority: DE
Inventors: Masao Mizushima Works Fujita; Osamu Mizushima Works Iida
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2014-12-28
Also published as: CN1036016C; EP0688875A4; WO1995018237A1; CN1120354A; DE69419598D1; KR0166419B1; EP0688875B1; EP0688875A1; KR960701223A; US5616166A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abstichverfahren für einen Hochofen, der zum Austragen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke als durch einen Hochofen erhaltene Erzeugnisse von einem Eisenschmelze- Abstichloch des Hochofens eingerichtet ist.

Stand der Technik

Beim Abstich werden am Ofenboden bzw. in der Rast eines Hochofens erzeugte Eisenschmelze und Schmelzschlacke von einem Eisenschmelze-Abstichloch in eine Eisenschmelze-Abstichrinne ausgetragen. Obwohl der Durchmesser eines Eisenschmelze-Abstichlochs zu Beginn des Abstichs klein ist, wird gemäß einem Abstichverfahren nach dem Stand der Technik die Lochgröße (Querschnitt) des Eisenschmelze-Abstichlochs mit fortschreitendem Abstich erhöht, und die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke werden beschleunigt erhöht. Im Ergebnis übertreffen beim Abstichverfahren die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke die Produktionsmengen Eisenschmelze und Schmelzschlacke, wodurch die Oberflächen der am Hochofenboden bzw. in der Rast lagernden Eisenschmelze und Schmelzschlacke abgesenkt werden. Wenn die Oberflächenpegel von Eisenschmelze und Schmelzschlacke, die in der Rast gespeichert sind, mit den erhöhten Austragsmengen derselben steigen und der obere Oberflächenpegel von Schmelzschlacke den inneren Pegel des Eisenschmelze-Abstichlochs erreicht, so wird ein Hochofengas aus dem Eisenschmelze-Abstichloch ausgestoßen, was die Fortsetzung der Austragung von Eisenschmelze und Schmelzschlacke schwierig gestaltet. In einem solchen Stadium ist das Eisenschmelze-Abstichloch für den vollständigen Abstich blockiert, und es wird ein weiteres Eisenschmelze-Abstichloch gebohrt, um so den nachfolgenden Abstich zu starten. Herkömmlicherweise liegt die Abstichzeit unter Verwendung eines Eisenschmelze-Abstichlochs, im Bereich von zwei bis vier Stunden, wobei in dieser Zeitspanne der Abstich alternierend unter Verwendung eines Paars von Eisenschmelze-Abstichlöchern ausgeführt wird.
Die Absticharbeiten gemäß dem Stand der Technik weisen die folgenden Nachteile auf:
(1) Die Absticharbeiten umfassen extrem schwere Arbeiten, wie z. B. eine Arbeit des Bohrens oder Verstopfens eines Eisenschmelze-Abstichlochs, eine Arbeit des Reparierens eine Eisenschmelze-Abstichrinne oder einer Schmelzschlacke-Abstichrinne sowie Vorbereitungsarbeit für wiederholten Abstich. Diese Absticharbeiten sollen reduziert werden; da jedoch die Abstichzeit durch ein Eisenschmelze-Abstichloch aufgrund des Verschleißes von Schlamm auf zwei bis vier Stunden beschränkt ist, muß demgemäß ein Paar Eisenschmelze-Abstichlöcher abwechselnd verwendet werden. Im Ergebnis müssen bei den Absticharbeiten zwei Gruppen von Arbeitern beschäftigt sein, was die Arbeitsersparnis behindert.
(2) Eine Ausrüstung zur Vorbehandlung von Eisenschmelze in einem Gußbett und eine Schlackengranulier-Behandlungsausrüstung zum Verarbeiten von Schmelzschlacke erfordern die Ausrüstungsmöglichkeiten, die den Maximalwerten von Eisenschmelze und Schmelzschlacke am Ende des Abstichs entsprechen, welche im Vergleich zu den durchschnittlichen Möglichkeiten übermäßig groß sind.
(3) Da die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke nur durch Ändern des Durchmessers eines zum Bohren eines Eisenschmelze-Abstichlochs verwendeten Bohrers bzw. einer Metallstange verstellt werden können, sind sie in Abhängigkeit von dem Verschleißbetrag von das Eisenschmelze-Abstichloch bildendem Schlamm festgelegt. Wenn die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke übermäßig gering sind, werden folglich die Oberflächenniveaus von Eisenschmelze und Schmelzschlacke im Hochofen übermäßig erhöht, was zu einem unstabilen Betrieb führt. Wenn andererseits die Austragsmengen derselben exzessiv hoch sind, kommt es zu Störungen aufgrund des Mangels an Verarbeitungsmöglichkeiten bei einer Eisenschmelze-Vorbehandlung, einer Schlackengranulier-Behandlung und dgl.
(4) Bei den Absticharbeiten unter Verwendung eines Abstichlochbohrers und einer Schlammkanone kommt es zu 5% bis 10% des Prozentsatzes an Defekten beim Bohren und beim Trocknen von Schlamm, selbst wenn ein hochmechanisierter Abstichlochbohrer und eine Schlammkanone verwendet werden, was unstetige Arbeiten verursacht und es damit noch schwieriger macht, die Arbeitsersparnis für die Absticharbeit zu erzielen.
(5) Da die Absticharbeiten in einer Batch- Verarbeitung unter Verwendung zweier Eisenschmelze- Abstichlöcher durchgeführt werden, ist eine Abweichung in der Qualität von Eisenschmelze, z. B. einer Eisenschmelze- Temperatur und der Zusammensetzung von Eisenschmelze groß, was bei Arbeiten einer Eisenschmelze-Vorbehandlung, die zwischen einem Eisenherstellungsabschnitt und einem Stahlherstellungsabschnitt ausgeführt wird, zu Schwierigkeiten führt.
In dem aus der JP-A-58039718 bekannten Verfahren werden Eisenschmelze und dann Schmelzschlacke separat mittels elektromagnetischer Energie abgestochen.

Offenbarung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Abstichverfahren für einen Hochofen bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Erhöhung der Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke aus einem Eisenschmelze-Abstichloch in einer geometrischen Reihe in Abhängigkeit von der Zeit zu verhindern, und die Abstichzeit aus einem Eisenschmelze-Abstichloch signifikant zu verlängern, wodurch die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke außerordentlich konstant gesteuert werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Abstichzeit signifikant zu verlängern, um die Zahl der Abstiche zu verringern und die Absticharbeit zu reduzieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schwanken in der Qualität von Eisenschmelze zu reduzieren, indem die Abstichmenge konstant gehalten und die Abstichzeit verlängert wird, und damit Feinerungskosten, die für die nachfolgende Vorbehandlung von Eisenschmelze erforderlich sind, reduziert werden.
Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Speicherpegel von Eisenschmelze und Schmelz schlacke konstant zu halten und damit zum sicheren Betrieb des Hochofens beizutragen.
Die technischen Einrichtungen der vorliegenden Erfindung zur Lösung der obigen Aufgaben, sind wie folgt:
Erfindungsgemäß ist ein Abstichverfahren für einen Hochofen vorgesehen, bei dem ein Leitungsrohr mit der Außenseite eines Eisenschmelze-Abstichlochs eines Hochofens verbunden wird und elektromagnetische Energie durch mindestens einen um den Außenumfang des Leitungsrohrs vorgesehenen Körper zum Zuführen elektromagnetischer Energie zugeführt wird, so daß sich entweder die durch das Leitungsrohr strömende Eisenschmelze oder die Schmelzschlacke im Mittelabschnitt des Rohrs befindet und sich die andere (d. h. die Schmelzschlacke oder die Eisenschmelze) auf der Umfangsseite des Rohrs befindet, wodurch die Ströme von Eisenschmelze und Schmelzschlacke im Leitungsrohr voneinander getrennt werden, bevor die Eisenschmelze und die Schmelzschlacke ausgetragen werden.
Die Körper zum Zuführen elektromagnetischer Energie für die Steuerung der Schichtdicke von Eisenschmelze können um den Außenumfang des Leitungsrohrs an zwei oder mehr Abschnitten und unabhängig voneinander gesteuert angeordnet werden, wodurch die Austragsmengen von Eisenschmelze und/oder Schmelzschlacke verstellt bzw. geregelt werden.
Die durch ein Erfassungssystem zum Erfassen der Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke erhaltene Mengeninformation kann zu dem Körper zur Zuführung elektromagnetischer Energie rückgekoppelt werden, wodurch die Austragsmengen von Eisenschmelze und/oder Schmelzschlacke gesteuert werden. Vorzugsweise wird die Austragsmenge von Eisenschmelze durch ein über einer Eisenschmelze-Abstichrinne eines Gießbetts oder durch ein an einem Torpedo-Pfannenwagen vorgesehenes Gewichts-Meßgerät gemessen, während die Austragsmenge von Schmelzschlacke durch ein über einer Schmelzschlacken- Abstichrinne vorgesehenes Strömungsmengen-Meßgerät gemessen wird, und die so erhaltene Mengeninformation an den elektromagnetischen Energiezuführkörper rückgekoppelt wird, wodurch die Austragsmengen von Eisenschmelze und/oder Schmelzschlacke geregelt werden.
Eisenschmelze und Schmelzschlacke können mit elektromagnetischer Energie beaufschlagt werden, um die Eisenschmelze und die Schmelzschlacke in Drehbewegungen zu versetzen, welche die Ströme von Eisenschmelze und Schmelzschlacke kreuzen, so daß sich vor dem Austrag die Eisenschmelze durch Zentrifugalkraft an der Außenumfangsseite des Strömungsquerschnitts und die Schmelzschlacke in dessen Mitte befinden. In diesem Fall kann die Drehgeschwindigkeit der Eisenschmelze so gesteuert werden, daß die Schichtdicke der an der Innenflächenseite des Leitungsrohr befindlichen Eisenschmelze gemäß der Größe der Zentrifugalkraft aufgrund der Drehbewegung verstellt wird, wodurch ein Verhältnis zwischen den Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke geregelt wird.
Außerdem ist erfindungsgemäß ein Abstichverfahren für einen Hochofen vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß im Leitungsrohr strömende Eisenschmelze mit elektromagnetischer Energie beaufschlagt wird, damit infolge elektromagnetischer Abstoßungskraft magnetischer Kraftdruck auf die Eisenschmelze einwirkt, so daß sich die Eisenschmelze im zentralen Abschnitt des Leitungsrohrs sammelt und die Schmelzschlacke sich am Umfangsabschnitt der Eisenschmelze befindet. Mit dieser Einrichtung kann der Strom der durch das Leitungsrohr strömenden Eisenschmelze kontrahiert werden, wodurch der transversale Querschnitt der Strömung der Eisenschmelze verstellt wird. Außerdem kann der Querschnitt der Strömung der Eisenschmelze verstellt werden, womit die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke gesteuert werden.
Vorzugsweise wird Schmelzschlacke an die Außenumfangsseite der Strömung verschoben, und das Leitungsrohr wird äußerlich abgekühlt, um eine verfestigte Schicht von Schmelzschlacke an der Innenflächenseite des Leitungsrohrs anhaften zu lassen, wodurch eine selbstverkleidende Schicht gebildet wird. Dabei kann der Wärmefreisetzungsbetrag aufgrund der Abkühlung geregelt bzw. verstellt werden, um die Dicke der verfestigten Schicht zu ändern, wodurch die Strömungsmengen der Eisenschmelze und der Schmelzschlacke gesteuert werden.
Der Strom der Eisenschmelze kann von dem der Schmelzschlacke in dem Leitungsrohr getrennt werden, wodurch die Eisenschmelze und die Schmelzschlacke unabhängig voneinander ausgetragen werden. Dabei wird die Strömungsrate der Eisenschmelze vorzugsweise unterschiedlich zu der der Schmelzschlacke eingestellt, wodurch die Eisenschmelze von der Schmelzschlacke auf der Basis eines Unterschieds in der Trägheitskraft zwischen diesen getrennt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht eines Hochofen-Bodenabschnitts eines Blashochofens (blast furnace) gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine Vertikalschnittansicht zur Darstellung des Stadiums, in dem ein Eisenschmelze- Abstichloch gemäß dem Stand der Technik gebohrt wird,
Fig. 3 eine Vertikalschnittansicht zur Darstellung des Abstichs von dem Eisenschmelze-Abstichloch gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 4 eine Vertikalschnittansicht zur Darstellung des Blockierens bzw. Verstopfens des Eisenschmelze-Abstichlochs gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen den Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke und den Produktionsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke,
Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Verschleißrate von Schlamm im Eisenschmelze- Abstichloch und den Strömungsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke im Eisenschmelze-Abstichloch,
Fig. 7 eine Ansicht zur Veranschaulichung einer elektromagnetischen Bremse gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 8 eine Vertikalschnittansicht zur Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 9 eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig. 1,
Fig. 10 eine Vertikalschnittansicht zur Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Darstellung eines Steuersystems der vorliegenden Erfindung,
Fig. 12 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Verschleißrate von Schlamm in einem Eisenschmelze-Abstichloch und dem Durchmesser des Eisenschmelze-Abstichlochs gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 13 eine Vertikalschnittansicht zur Darstellung einer Vorrichtung am Ofenboden eines Blashochofens gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 14 eine Ansicht zur Veranschaulichung des Stadiums, in dem die Strömung von Eisenschmelze durch einen auf die Eisenschmelze beaufschlagten magnetischen Druck kontrahiert wird,
Fig. 15 eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig. 13,
Fig. 16 ein Flußdiagramm zur Darstellung des Steuersystems der vorliegenden Erfindung,
Fig. 17 eine Vertikalschnittansicht zur Darstellung der Blockierung eines Leitungsrohrs der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Schlammkanone,
Fig. 18 eine Teil-Schnittansicht zur Darstellung der Struktur eines Leitungsrohrs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 19 eine Vertikalschnittansicht zur Darstellung einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 20 eine Ansicht zur Veranschaulichung des Prinzips der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 21 eine Ansicht zur Veranschaulichung des Prinzips der vorliegenden Erfindung.

Beste Art der Ausführung der Erfindung

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird eine Ausführung des Standes der Technik beschrieben. Gemäß Fig. 1 sind Eisenschmelze 16 und Schmelzschlacke 18 an einem Ofenboden bzw. einer Rast 10 eines Blashochofens gelagert. Da die Eisenschmelze 16 eine höhere spezifische Anziehungskraft aufweist als die Schmelzschlacke 18, befindet sich die Schmelzschlacke 18 in einem getrennten Zustand auf der Eisenschmelze 16. Wenn sich die Eisenschmelze 16 und die Schmelzschlacke 18 am Ofenboden bzw. in der Rast 10 befinden, wird ein Eisenschmelze-Abstichloch 12 gebohrt, und die Eisenschmelze 16 und die Schmelzschlacke 18 im Hochofen werden über das Eisenschmelze-Abstichloch 12 in eine Eisenschmelze-Abstichrinne 20 ausgetragen.
Beim Abstechen durch Bohren des im Ofenboden 10 vorgesehenen Eisenschmelze-Abstichlochs 12 wird ein Abstichlochbohrer 22 vor das Eisenschmelze-Abstichloch 12 gemäß Fig. 2 bewegt, und ein Bohrer 24 (oder eine Eisenstange), der (die) an dem Abstichlochbohrer 22 angebracht ist, wird in das Eisenschmelze-Abstichloch 12 getrieben und bohrt so das Eisenschmelze-Abstichloch 12. Nach dem Bohren des Eisenschmelze-Abstichlochs 12 werden gemäß Fig. 3 die am Ofenboden bzw. in der Rast 10 gelagerte Eisenschmelze 16 und Schmelzschlacke 18 über das Eisenschmelze-Abstichloch 12 in die Eisenschmelze-Abstich rinne 20 ausgetragen. Damit ist die Absticharbeit ausgeführt worden.
Nach Abschluß des Abstichs vom Eisenschmelze- Abstichloch 12 gemäß Fig. 4 wird eine Schlammkanone 28 in dem Eisenschmelze-Abstichloch 12 angebracht, um Schlamm 26 aus der Schlammkanone 28 in das Eisenschmelze- Abstichloch 12 zu pressen, das Eisenschmelze-Abstichloch 12 zu blockieren bzw. zu verstopfen und damit den Abstich zu stoppen. Der auf diese Weise in das Eisenschmelze-Abstichloch 12 eingefüllte Schlamm 26 trocknet und verfestigt sich durch die Wärme aus der Umgebung des Eisenschmelze-Abstichlochs 12. Beim nächsten Abstich wird der so verfestigte Schlamm 26 wieder durch den Abstichlochbohrer 22 angebohrt, womit der Abstich wiederholt wird.
Bei der Absticharbeit nach dem Stand der Technik ist zu dem Zeitpunkt, direkt nachdem der in das Eisenschmelze-Abstichloch 12 eingefüllte Schlamm 26 von einem auf dem Abstichlochbohrer 22 angebrachten Bohrvorsatz 24 (oder einer Metallstange) angebohrt wird, der Durchmesser eines in dem Eisenschmelze-Abstichloch 12 gebildeten Öffnungsabschnitt abhängig vom Außendurchmesser des Bohrvorsatzes 24 (oder der Metallstange). Zu Beginn des Abstichs werden Eisenschmelze und Schmelzschlacke damit durch das Eisenschmelze-Abstichloch 12 mit geringem Durchmesser ausgetragen, und gemäß Fig. 5 sind die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke geringer als die Produktionsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke, die durch Reduktionsschmelzen von Eisenerz im Blashochofen produziert werden. Dementsprechend steigen in der Rast 10 des Hochofens die Oberflächenpegel der Eisenschmelze 16 und der Schmelzschlacke 18.
Mit fortschreitendem Abstich jedoch wird der das Eisenschmelze-Abstichloch 12 bildende Schlamm 26 durch die Austragung von Eisenschmelze und Schmelzschlacke verschlissen und folglich der Durchmesser (Querschnitt) des Eisenschmelze-Abstichlochs allmählich vergrößert. Gleichzeitig wird ein Druckverlust der das Eisenschmelze- Abstichloch 12 passierenden Eisenschmelze verringert, wodurch die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke erhöht werden.
Damit übertreffen beim Abstichverfahren die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke die Produktionsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke, mit dem Ergebnis, daß die Oberflächenpegel der Eisenschmelze 16 und der Schmelzschlacke 18 am Boden bzw. in der Rast 10 des Hochofens abgesenkt werden.
Wenn die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke während des Abstichs auf diese Weise erhöht werden, erhöht sich gemäß Fig. 6 die Verschleißrate des das Eisenschmelze-Abstichloch 12 bildenden Schlamms 26, wodurch die ausgetragenen Mengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke sich zunehmend erhöhen. Die Oberflächenpegel der am Hochofenboden 10 angesammelten Eisenschmelze 16 und der Schmelzschlacke 18 werden aufgrund einer Erhöhung der Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke abgesenkt. Damit wird, wenn der obere Oberflächenpegel der Schmelzschlacke 18 sich dem innenseitigen Pegel des Eisenschmelze-Abstichlochs 12 nähert, ein Hochofengas aus dem Eisenschmelze-Abstichloch 12 ausgestoßen und macht es dadurch schwierig, den Abstich fortzusetzen.
In diesem Stadium wird der Schlamm 26 in das Eisenschmelze-Abstichloch 12 durch die Schlammkanone 28 eingefüllt, um das Eisenschmelze-Abstichloch 12 zu blockieren und damit den Abstich abzuschließen. Daraufhin wird ein weiteres Eisenschmelze-Abstichloch unter Verwendung des Abstichlochbohrers 22 gebohrt, womit der Abstich durch das Eisenschmelze-Abstichloch fortgesetzt wird. Im Stand der Technik ist der Abstich alternativ unter Verwendung eines Paars Abstichlöcher ausgeführt worden.
Es ist ein Verfahren erforderlich gewesen, das zur Lösung der oben beschriebenen Probleme im Stand der Technik fähig war, d. h. die Abstichzeit signifikant zu verlängern und die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke für gewöhnlich konstant zu steuern. Ein Verfahren, das diesem Erfordernis genügt, ist vorgeschlagen worden, bei dem eine elektromagnetische Bremse 88 an einem Auslaßabschnitt eines Leitungsrohrs 30 gemäß Fig. 7 angeordnet ist, um die Strömungsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke in einem Strömungsdurchgang zu steuern. Bei diesem Verfahren jedoch, da ein Ofendruck von 3 kg/cm² bis 5 kg/cm² in einem Blashochofen auf Eisenschmelze und Schmelzschlacke einwirkt, erfordert die elektromagnetische Bremse 88 einen hohen Energiebetrag gegen einen solchen Druck, und es ist außerdem schwierig, die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke unabhängig voneinander zu steuern.
Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Leitungsrohr an der Außenseite des Eisenschmelze-Abstichlochs angebracht, und ein Körper zum Zuführen elektromagnetischer Energie ist um den Außenumfang des Leitungsrohrs vorgesehen, wobei die in dem Leitungsrohr strömende Eisenschmelze und Schmelzschlacke mit elektromagnetischer Energie beaufschlagt werden, womit die Strömungen der Eisenschmelze und der Schmelzschlacke geregelt bzw. verstellt werden.
Die vorliegende Erfindung umfaßt zwei Arten der Beaufschlagung elektromagnetischer Energie. Im ersten Modus wird ein die Strömung von Eisenschmelze im Leitungsrohr kreuzendes Drehfeld auf die Eisenschmelze von außerhalb des Leitungsrohrs beaufschlagt. Gemäß Fig. 20 sind Körper 100 zum Zuführen elektromagnetischer Energie für die Erzeugung eines Drehfeldes um den Außenumfang des Leitungsrohrs 30 angeordnet, wobei die Eisenschmelze 16 in der durch den Pfeil 102 angegebenen Richtung innerhalb eines Querschnitts des Strömungsdurchgangs in Drehung versetzt wird, so daß die Eisenschmelze 16 zur Außenumfangsseite des Leitungsrohrs 30 verschoben wird und die Schmelzschlacke 18 sich am Mittelabschnitt der Strömung sammelt. D. h., durch Beaufschlagen eines Drehfeldes auf ein leitendes Material (Eisenschmelze) wird das leitende Material durch eine in dem Leitungsrohr induzierte Spannung auf der Basis desselben Prinzips wie bei einem Induktionsmotor gedreht. Im Ergebnis wird eine Zentrifugalkraft erzeugt, und die Strömungsmenge der Eisenschmelze kann durch die Größe der Zentrifugalkraft geregelt bzw. verstellt werden. Dabei sammelt sich die Eisenschmelze mit einer großen spezifischen Anziehungskraft an der Außenumfangsseite, und die Schmelzschlacke mit einer geringen spezifischen Anziehungskraft sammelt sich am Mittelabschnitt. Die Abstichmenge kann so durch Anwenden einer die Strömung der Eisenschmelze kreuzenden Drehbewegung gesteuert werden. Dementsprechend ist es möglich, die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke auf gewünschten Werten zu steuern, unabhängig vom Verschleiß des Schlamms in einem Eisenschmelze-Abstichloch.
Die zweite Art der Beaufschlagung elektromagnetischer Energie gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch Anlegen eines hochfrequenten Stroms an einen um den Außenumfang eines Leitungsrohrs angeordneten Körper zum Zuführen elektromagnetischer Energie gekennzeichnet, um einen magnetischen Druck aufgrund einer elektromagnetischen Abstoßungskraft auf die im Leitungsrohr strömende Eisenschmelze auszuüben, wodurch die Strömung der Eisenschmelze kontrahiert wird. Durch diese kontrahierte Strömung der Eisenschmelze wird die im Leitungsrohr strömende Eisenschmelze am Mittelabschnitt gesammelt, und die Schmelzschlacke wird zur Umfangsseite hin verschoben. In diesem Fall werden die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke durch Verstellung des Querschnitts des Strömungsdurchgangs durch die Größe des magnetischen Drucks gesteuert. Dementsprechend ist es möglich, die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke unabhängig vom Verschleiß des Schlamms in einem Eisenschmelze-Abstichloch frei zu steuern.
Ein bevorzugtes Beispiel der Beaufschlagung magnetischen Drucks aufgrund einer elektromagnetischen Abstoßungskraft auf Eisenschmelze ist in Fig. 21 dargestellt. Ein Körper 104 zum Zuführen magnetischer Energie ist in Längsrichtung um den Außenumfang des Leitungsrohrs 30 angeordnet, wobei eine einzelne Phase eines Hochfrequenzstroms an den Körper 104 zum Zuführen elektromagnetischer Energie angelegt wird, um einen hochfrequenten Strom zu erzeugen. Gemäß der Figur fließt ein Magnetfluß 106 längs des Außenumfangsabschnitts der Eisenschmelze, um an der Außenumfangsfläche der Eisenschmelze einen Wirbelstrom (eddy current) zu erzeugen. Ein magnetischer Druck 108, der in der Mittenrichtung längs des Magnetflusses gerichtet ist, wirkt auf den Außenumfang der im Leitungsrohr strömenden Eisenschmelze ein, um eine magnetische Levitation bzw. ein magnetisches Schweben zu erzeugen und so einen kontrahierten Strömungsabschnitt 110 zu bilden. Mit der Bildung des kontrahierten Strömungsabschnitts 110 sammelt sich die Schmelzschlacke 18, die nicht mit der elektromagnetischen Abstoßungskraft beaufschlagt ist, an der Außenumfangsseite, wodurch die Eisenschmelze 16 von der Schmelzschlacke 18 getrennt wird.
Nachstehend werden der Aufbau und die Funktion der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben:

[Beispiel 1]

Ein Leitungsrohr 30 ist mit der Außenseite eines in einem Hochofenunterteil bzw. einer Rast 10 angeordneten Eisenschmelze-Abstichlochs 12 gemäß Fig. 8 verbunden. Die Anbringung bzw. Montage des Leitungsrohrs 30 ist nicht besonders beschränkt, sondern kann beispielsweise unter Verwendung der Mittel zur Montage einer Schlammkanone ausgeführt werden. Mindestens zwei Körper 32 zum Zuführen elektromagnetischer Energie (in der Figur vier Stück) sind in Längsrichtung um den Außenumfang des Leitungsrohrs 30 derart angeordnet, daß sie den Rohrzylinder des Leitungsrohrs 30 umgeben. Wenn die im Unterteil bzw. in der Rast 10 des Hochofens gelagerte Eisenschmelze 16 und Schmelzschlacke 18 durch das Eisenschmelze-Abstichloch 12 ausgetragen werden und durch einen Strömungsdurchgang 34, der aus feuerfestem Material im Leitungsrohr 30 gebildet ist, geleitet werden, wird die Eisenschmelze und die Schmelzschlacke mit einer elektromagnetischen Kraft von den Körpern 32 zum Zuführen elektromagnetischer Energie beaufschlagt, um eine die Strömung der Eisenschmelze und der Schmelzschlacke kreuzende Drehbewegung zu erzeugen.
Fig. 9 zeigt das Stadium, in dem die im Strömungsdurchgang 34 im Leitungsrohr 30 strömende Eisenschmelze 16 in eine Drehbewegung versetzt wird. In diesem Fall wird die Eisenschmelze 16 im Strömungsdurchgang 34 gedreht und durch die Zentrifugalkraft an der Außenumfangsseite im Strömungsdurchgang 34 positioniert, während die Schmelzschlacke 18 notwendigerweise in der Mitte positioniert wird, wodurch die Eisenschmelze 16 von der Schmelzschlacke 18 getrennt wird.
Um das Leitungsrohr 30 vor der Eisenschmelze 16 zu schützen, wird die Innenfläche des Leitungsrohrs 30 einer Auskleidung mit feuerfestem Material 36 unterzogen und ist in Kühlungsdurchgängen 38 zum Kühlen des Leitungsrohrs 30 mit einem Kühlmittel, wie z. B. durch diese durchgeleitetes Kühlwasser, eingebettet.
Im allgemeinen besteht der Hauptschaden des den Strömungsdurchgang des Eisenschmelze-Abstichlochs 12 bildenden Schlamms 26 im Verschleiß aufgrund der Schmelzschlacke 18. In dem Leitungsrohr 30 befindet sich die Schmelzschlacke 18 an der Außendurchmesserseite des Strömungsdurchgangs 34, und das Leitungsrohr 30 wird mit dem durch die Kühlungsdurchgänge 38 passierenden Kühlmittel gekühlt, so daß der Verschleiß der einer Auskleidung unterzogenen feuerfesten Materialien 36 an der Innenfläche des Leitungsrohrs 30 reduziert werden kann. Dies macht es möglich, eine Erhöhung in den Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke aufgrund des Verschleißes der feuerfesten Materialien 36 zu verhindern und damit die Abstichzeit zu verlängern.
Die Größe der Drehbewegung der Eisenschmelze 16 kann durch Steuern der Größe der die Drehbewegung erzeugenden elektromagnetischen Kraft und der Drehgeschwindigkeit des Drehfelds verstellt bzw. geregelt werden. Die Schichtdicke der Eisenschmelze 16 kann somit gesteuert werden, und dadurch können die Strömungsmengen der Eisenschmelze 16 und der Schmelzschlacke 18 gesteuert werden.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel, in dem fünf Körper 32a bis 32e zum Zuführen elektromagnetischer Energie in Längsrichtung um den Außenumfang des Leitungsrohrs 30 angeordnet sind. Der Körper 32b zum Zuführen elektromagnetischer Energie soll die Abstimmrate der Eisenschmelze 16 erhöhen, um die Schichtdicke der Eisenschmelze 16 einzuschränken, und um damit die Austragsmenge der Eisenschmelze 16 zu steuern. Andererseits soll der Körper 32d zum Zuführen elektromagnetischer Energie die Abstimmrate der Eisenschmelze 16 vermindern, um die Schichtdicke der Eisenschmelze 16 zu erhöhen und den Strömungsquerschnitt der Schmelzschlacke 18 als Hauptströmung einzuschränken und damit die Austragsrate der Schmelzschlacke 18 zu steuern.
Auf diese Weise wird durch Vorsehen der Körper zum Zuführen elektromagnetischer Energie an zwei oder mehr Abschnitten, die zum Steuern der Schichtdicken der Eisenschmelze und der Schmelzschlacke erforderlich sind, ermöglicht, die Austragsmengen der Eisenschmelze und der Schmelzschlacke unabhängig voneinander zu steuern.
Als nächstes wird die Prozedur des Steuerns der Austragsmenge von Eisenschmelze und der Austragsmenge von Schlacke über das Eisenschmelze-Abstichloch 12 beschrieben.
Eine Steuereinrichtung 68 steuert eine auf den Körper 32b zum Zuführen elektromagnetischer Energie, der um den Außenumfang des Leitungsrohrs 30 angeordnet ist, einwirkende elektromagnetische Energie, um die Austragsmengen der Eisenschmelze und der Schmelzschlacke zu steuern, die längs der Innenfläche des Leitungsrohrs 30 strömen. Andererseits steuert eine Steuereinrichtung 70 eine auf den Körper 32d zum Zuführen elektromagnetischer Energie, der um den Außenumfang des Leitungsrohrs 30 angeordnet ist, einwirkende elektromagnetische Energie, um die Austragsmengen der längs der Innenfläche des Leitungsrohrs strömenden Eisenschmelze und Schmelzschlacke zu steuern.
Die Austragsmenge von Eisenschmelze kann durch ein Strömungsmengen-Meßgerät 56 für Eisenschmelze, das über einer Eisenschmelze-Abstichrinne 52 angeordnet ist, oder ein an einem Torpedo-Pfannenwagen 58 vorgesehenes Gewichts-Meßgerät 60 gemessen werden. Andererseits kann die Austragsmenge von Schmelzschlacke durch ein Strömungsmengen-Meßgerät 64 für Schmelzschlacke, das über einer Schmelzschlacken-Abstichrinne 62 angeordnet ist, gemessen werden. Die durch das Strömungsmengen- Meßgerät 56 für Eisenschmelze oder das Gewichts- Meßgerät 60 erhaltene Austragsmenge von Eisenschmelze sowie die durch das Strömungsmengen-Meßgerät 64 für Schmelzschlacke erhaltene Austragsmenge von Schmelzschlacke werden der Steuereinrichtung 66 zugeführt, an der die Austragsmenge mit dem Zielwert verglichen wird. Das für die Steuereinrichtungen 68 und 70 nötige Steuersignal wird von der Steuereinrichtung 66 ausgegeben. Auf der Basis des Steuersignals wird eine an jeden der Körper 32b und 32d zum Zuführen elektromagnetischer Energie angelegte elektromagnetische Energie gesteuert, womit man die spezifizierte Austragsmenge von Eisenschmelze erhält.
Nach vorstehender Beschreibung befindet sich die weniger Verschleiß an den feuerfesten Materialien verursachende Eisenschmelze an der Innenflächenseite des Leitungsrohrs 30. Demgemäß ist das Leitungsrohr 30 im Vergleich mit dem Schlamm in dem Eisenschmelze-Abstichloch nach dem Stand der Technik weniger verschleißanfällig. Damit kann der Strömungsdurchgang 34 des Leitungsrohrs 30 auf einem konstanten Durchmesser gehalten werden, wodurch die Abstichmenge bei konstantem Wert gesteuert werden kann.
Gemäß Fig. 12 wird der Durchmesser des Eisenschmelze-Abstichlochs unweigerlich im Lauf der Zeit aufgrund des Verschleißes des Schlamms vergrößert; da in der vorliegenden Erfindung jedoch die Austragsmenge unter Verwendung des Leitungsrohrs konstant gehalten werden kann, vermindert sich die Strömungsmenge in dem Eisenschmelze-Abstichloch mit einer Zunahme des Durchmessers des Eisenschmelze-Abstichlochs. Im Ergebnis wird die Verschleißrate von Schlamm, der das Eisenschmelze- Abstichloch bildet, allmählich verringert.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die Verschleißrate von Schlamm sich mit fortschreitendem Abstich beschleunigt erhöht, kann bei der vorliegenden Erfindung die Abstichzeit signifikant verlängert werden.

[Beispiel 2]

Gemäß Fig. 13 ist ein Leitungsrohr 30 mit der Außenseite eines in einem Hochofen-Unterteil bzw. einer Rast 10 angeordneten Eisenschmelze-Abstichlochs 12 verbunden. Die Anbringung des Leitungsrohrs 30 ist nicht besonders beschränkt, sie kann jedoch beispielsweise unter Verwendung der mechanischen Mittel ausgeführt werden, die zur Anbringung einer Schlammkanone verwendet werden. Eine Mehrzahl von Körpern 32 (in der Figur vier Körper) zum Zuführen elektromagnetischer Energie sind in Längsrichtung um den Außenumfang des Leitungsrohrs 30 derart angeordnet, daß sie den Zylinderabschnitt des Leitungsrohrs 30 umgeben.
Wenn im Hochofen-Unterteil 10 gelagerte Eisenschmelze 15 und Schmelzschlacke 18 über ein Eisenschmelze-Abstichloch 12 ausgetragen werden und in einen Strömungsdurchgang 34 im Leitungsrohr 30 geleitet werden, wird die Eisenschmelze und die Schmelzschlacke mit elektromagnetischer Energie von den Körpern 32 zum Zuführen elektromagnetischer Energie beaufschlagt. Dabei nimmt die Eisenschmelze 16 aufgrund einer elektromagnetischen Abstoßungskraft einen magnetischen Druck 36 auf, wie Fig. 14 zeigt. Somit wird gemäß Fig. 15 die Eisenschmelze 16 im Mittelabschnitt des im Leitungsrohr 30 ausgebildeten Strömungsdurchgangs 34 gesammelt.
Die Schmelzschlacke 18 wird im Strömungsdurchgang 34 zur Außendurchmesserseite hin gedrückt. Im Ergebnis wird die Eisenschmelze 16 im Mittelabschnitt von der Schmelzschlacke 18 auf der Außendurchmesserseite getrennt. Durch Kühlen des Leitungsrohrs 30 mit einem Kühlmittel, wie z. B. durch in dem Leitungsrohr 30 vorgesehene Kühlungsdurchgänge 38 geleitetes Wasser, verfestigt sich die Schmelzschlacke 18 und haftet an der Innenwandfläche des im Leitungsrohr 30 vorgesehenen Strömungsdurchgangs 34, womit sie die verfestigte Schicht bildet. Die Schlacke weist eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, und dadurch wird die verfestigte Schicht 40 zu einer stabilen, wärmeisolierenden Schicht, womit sie die Selbstauskleidung des Leitungsrohrs 30 bildet.
Durch Bilden der verfestigten Schicht 40 an der Innenfläche des Leitungsrohrs 30 durch Selbstauskleidung der Schlacke, wie es oben beschrieben wurde, kann die konstante Querschnittsfläche des Strömungsdurchgangs 34 aufrechterhalten werden, da die verfestigte Schicht 40 weniger verschleißanfällig ist, wodurch es möglich wird, die Austragsmenge konstant zu halten.
Gemäß Fig. 12 vergrößert sich mit fortschreitender Absticharbeit der Durchmesser des Eisenschmelze-Abstichlochs 12 aufgrund des Verschleißes von Schlamm; da jedoch die Austragsmenge unter Verwendung des Leitungsrohrs 30 konstant gehalten werden kann, nehmen die Austragsmengen der Eisenschmelze und der Schmelzschlacke, die im Eisenschmelze-Abstichloch 12 strömen, ab. Demgemäß vermindert sich die Verschleißrate von Schlamm in dem Eisenschmelze- Abstichloch 12 allmählich. Infolgedessen kann im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem sich der Verschleiß von Schlamm mit dem Fortschreiten des Abstichs beschleunigt erhöht, bei der vorliegenden Erfindung die Abstichzeit signifikant verlängert werden.
Als nächstes wird die Prozedur der Steuerung der Austragsmenge von Eisenschmelze und der Austragsmenge von Schmelzschlacke durch das Eisenschmelze-Abstichloch 12 mit Bezug auf Fig. 16 beschrieben.
Wenn die Innenwand des Leitungsrohrs 30 durch ein Kühlmittel, wie z. B. in den im Leitungsrohr 30 vorgesehenen Kühlungsdurchgängen 38 strömendes Kühlwasser gekühlt wird, wird das Kühlmittel in seiner Strömungsmenge durch ein Steuerventil 84 gesteuert, wodurch die Wärmefreisetzung von der Innenwand des Leitungsrohrs 30 eingestellt wird. Somit wird es möglich, die Schichtdicke der verfestigten Schicht 40, die an der Innenfläche des Leitungsrohrs 30 haftet, zu steuern, und damit den Querschnitt des Strömungsdurchgangs 34 des Leitungsrohrs 30 zu verstellen.
Andererseits wird die Eisenschmelze 16 im mittleren Abschnitt des in dem Leitungsrohr 30 ausgebildeten Strömungsdurchgangs 34 mit elektromagnetischer Energie von den Körpern 32 zum Zuführen elektromagnetischer Energie beaufschlagt und nimmt aufgrund einer elektro magnetischen Abstoßungskraft elektrischen Druck auf. Dabei wird die Größe des elektromagnetischen Drucks durch Steuern des zugeführten Betrags der elektromagnetischen Energie durch eine Steuereinrichtung 78 verstellt, um damit den Strömungsquerschnitt der Eisenschmelze 16 zu steuern.
Die Austragsmengen der Eisenschmelze 16 und der Schmelzschlacke 18 können durch Verstellen des Strömungsquerschnitts der Eisenschmelze durch die um den Außenumfang des Leitungsrohrs 30 angeordneten Körper 32 zum Zuführen elektromagnetischer Energie erfolgende Verstellung bzw. Regelung des Strömungsquerschnitts der Eisenschmelze sowie durch die Änderung im Querschnitt des Strömungsdurchgangs 34 durch Steuerung der Dicke der verfestigten Schicht 40 von Schlacke, die an der Innenwandfläche durch Kühlen des Leitungsrohrs 30 gebildet wird, unabhängig voneinander gesteuert werden.
Die Austragsmenge von Eisenschmelze, die durch ein über einer Eisenschmelze-Abstichrinne 52 vorgesehenes Strömungsmengen-Meßgerät 56 für Eisenschmelze oder ein an einem Torpedo-Pfannenwagen 58 vorgesehenes Gewichts-Meßgerät 60 erhalten wird, sowie die Austragsmenge von Schmelzschlacke, die durch ein über einer Schmelzschlacken-Abstichrinne 62 vorgesehenes Strömungsmengen- Meßgerät für Schmelzschlacke erhalten wird, werden in eine Steuereinrichtung 66 eingegeben, an der jede Austragsmenge mit dem Zielwert verglichen wird. Auf der Basis der so erhaltenen Daten gibt die Steuereinrichtung 66 ein Steuersignal an ein Steuerventil 84 und die Steuereinrichtung 68 aus, um den Öffnungsgrad des Steuerventils 84 zu steuern, womit die Strömungsmenge des den im Leitungsrohr 30 vorgesehenen Kühlungsdurchgängen zugeführten Kühlmittels gesteuert wird.
Anstelle der Steuerung des Öffnungsgrades des Steuerventils 84 kann die zugeführte Menge der von den Körpern 32 zum Zuführen elektromagnetischer Energie beaufschlagte magnetische Energie gesteuert werden, oder es kann die Strömungsmenge des Kühlmittels und die zugeführte Menge der magnetischen Energie gleichzeitig gesteuert werden. Durch Steuerung des zugeführten Betrags des Kühlmittels zu den Kühlungsdurchgängen 38 im Leitungsrohr 30 und/oder des zugeführten Betrags der von den Körpern 32 zum Zuführen elektromagnetischer Energie beaufschlagten elektromagnetischen Energie kann die spezifizierte Abstichrate durch die Kombination der Einstellung der Dicke der an der Innenfläche des Leitungsrohrs 30 ausgebildeten verfestigten Schicht 40 und die Einstellung des Strömungsquerschnitts der am Mittelabschnitt des Leitungsrohrs 30 befindlichen Eisenschmelze 16 erhalten werden.
Die Prozedur der vorliegenden Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Fig. 13 und 15 beschrieben. Das Eisenschmelze-Abstichloch 12 wird unter Verwendung des Abstichlochbohrers nach dem Stand der Technik gebohrt. Nach Beginn des Abstichs über das Eisenschmelze- Abstichloch 12 wird das Leitungsrohr 30 in das Eisenschmelze-Abstichloch 12 eingebracht, und es wird von den Körpern 32 zum Zuführen elektromagnetischer Energie, wie oben beschrieben, elektromagnetische Energie beaufschlagt, um die Eisenschmelze 16 von der Schmelzschlacke 18 zu trennen, und ferner wird das Leitungsrohr 32 durch Zwangsumlauf gekühlt, womit die Abstichrate auf konstantem Wert gesteuert wird.
Wenn beispielsweise der Verschleiß von Schlamm 26, der das Eisenschmelze-Abstichloch 12 bildet, kritisch wird, wird eine Schlammkanone 86 auf der Außenseite des Leitungsrohrs 30 zum Stoppen des Abstichs gemäß Fig. 17 angebracht, um den Hochofen mit dem Schlamm über das Leitungsrohr 30 zu füllen, wodurch das Eisenschmelze- Abstichloch 12 verstopft wird. Daraufhin wird ein weiteres Eisenschmelze-Abstichloch durch den Abstichlochbohrer gebohrt und damit der Abstich fortgesetzt.

[Beispiel 3]

Wie bei Beispiel 2 ist ein Leitungsrohr 30 mit der Außenseite eines in einem Hochofen-Unterteil bzw. einer Rast 10 angeordneten Eisenschmelze-Abstichlochs 12 verbunden. Eine Mehrzahl von Körpern 32 zum Zuführen elektromagnetischer Energie ist um den Außenumfang des Leitungsrohrs 30 in Längsrichtung angebracht.
Ähnlich dem Beispiel 2 wird durch Beaufschlagen einer elektromagnetischen Energie die Eisenschmelze im Mittelteil 16 von der Schmelzschlacke 17 an der Außenseite der Eisenschmelze 16 getrennt.
Gemäß Fig. 18 ist ein Körper 32f zum Zuführen elektromagnetischer Energie am Austragsendabschnitt des Leitungsrohrs 30 angeordnet, und es sind eine Eisenschmelze-Austragsöffnung 90 sowie eine Schmelzschlacken- Austragsöffnung 92 angeordnet.
Die Eisenschmelze 16 wird über die Eisenschmelze- Austragsöffnung 90 in dem Stadium ausgetragen, in dem der Querschnitt der am Mittelabschnitt abgeschiedenen und den Austrags-Endabschnitt des Leitungsrohrs 30 erreichenden Eisenschmelze 16 durch Steuerung einer vom Körper 32f zum Zuführen elektromagnetischer Energie beaufschlagter elektromagnetischer Energie vergrößert wird. Andererseits kann die zu dem die Eisenschmelze 16 umgebenden Abschnitt verschobene Schmelzschlacke 18 über die Schmelzschlacken- Austragsöffnung 92 ausgetragen werden.
Herkömmlicherweise ist Eisenschmelze von Schmelzschlacke durch einen in einer Eisenschmelze-Abstichrinne vorgesehenen Schlackenlöffel unter Nutzung einer Differenz in der spezifischen Anziehungskraft zwischen diesen getrennt worden; in der vorliegenden Erfindung jedoch ist es möglich, die Notwendigkeit des Vorsehens des Schlackenlöffels in der Eisenschmelze-Abstichrinne zu eliminieren, und damit die Gießbettausrüstung erheblich zu vereinfachen und auch die Absticharbeiten zu vereinfachen.
Fig. 19 zeigt ein Beispiel, bei dem die Strömungsmenge der Eisenschmelze 16 nahe der Austragsöffnung des Leitungsrohrs 30 erhöht ist, und die Eisenschmelze 16 sowie die Schmelzschlacke 18 gleichzeitig aus derselben Austragsöffnung ausgestoßen werden, wobei nach der Austragung über die Austragsöffnung die Eisenschmelze 16 von der Schmelzschlacke 18 durch Nutzung einer Differenz in der Strömungsrate zwischen diesen getrennt wird.
Darüber hinaus kann durch Vorsehen eines aus einem Keramikventilkörper in der Schmelzschlacken-Austragsöffnung 92 gebildeten Schiebers (nicht dargestellt) die Austragung der Schmelzschlacke 18 gestoppt werden. Die Blockierung des Eisenschmelze-Abstichlochs 12 durch die Schlammkanone 86 gemäß Fig. 17 kann unabhängig von der Trennung der Eisenschmelze von der Schmelzschlacke durchgeführt werden.
Im Unterschied dazu, daß die Austragung der Eisenschmelze und der Schmelzschlacke nicht direkt durch die elektromagnetische Bremse 88 gemäß Fig. 7 unterdrückt wird, wird in dieser Ausführungsform der transversale Strömungsquerschnitt der Eisenschmelze durch einen elektromagnetischen Druck über die Körper 32 zum Zuführen elektromagnetischer Energie eingeschränkt, um einen Verlust im Austragungsdruck zu verstärken und damit die Austragsmenge zu vermindern. Demzufolge wird es möglich, die benötigte elektromagnetische Energie im Vergleich mit der elektromagnetischen Bremse erheblich zu reduzieren und die Austragsmengen der Eisenschmelze und der Schmelzschlacke unabhängig voneinander zu steuern.

Industrielle Anwendbarkeit

(1) Da die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke unter Verwendung eines Leitungsrohrs konstant gehalten werden können, wird es möglich, eine Störung aufgrund eines Schwankens in den Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke zu beseitigen und folglich Arbeitsbelastungen zu verringern, die für eine Eisenschmelze-Vorbehandlung in einem Gießbett und eine Schlacken-Granulierbehandlung nötig waren.
(2) Da die Abstichzeit erheblich verlängert und dadurch die Anzahl von Abstichen erheblich verringert wird, kann die für den Abstich nötige Arbeitsbelastung erheblich reduziert werden, womit die Arbeitsersparnis bei den Absticharbeiten erzielt wird.
(3) Da ein Schwanken in der Qualität von Eisenschmelze durch ein Konstanthalten der Abstichrate und ein Verlängern der Abstichzeit bedeutend verringert werden kann, wird es möglich, für die nachfolgende Eisenschmelze-Vorbehandlung die Feinerungskosten zu reduzieren.
(4) Da die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke so eingestellt werden können, daß sie den Produktionsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke in einem Blashochofen entsprechen, wird es möglich, die Speicherpegel von Eisenschmelze und Schmelzschlacke konstant zu halten und damit zum sicheren Betrieb des Hochofens beizutragen.

Claims

1. Abstichverfahren für einen Hochofen, bei dem ein Leitungsrohr (3a) mit der Außenseite eines Eisenschmelze- Abstichlochs (12) eines Hochofens verbunden wird und elektromagnetische Energie durch mindestens einen um den Außenumfang des Leitungsrohrs vorgesehenen Körper (32) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Leitungsrohr strömende Eisenschmelze und Schmelzschlacke der elektromagnetischen Energie ausgesetzt werden, so daß sich entweder die durch das Leitungsrohr strömende Eisenschmelze (16) oder die Schmelzschlacke (18) im Mittelabschnitt des Rohrs befindet und sich die andere (d. h. die Schmelzschlacke oder die Eisenschmelze) auf der Umfangsseite des Rohrs befindet, wodurch die Ströme von Eisenschmelze und Schmelzschlacke im Leitungsrohr voneinander getrennt werden, bevor die Eisenschmelze und die Schmelzschlacke ausgetragen bzw. abgeführt werden.

2. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 1, wobei die Körper (32) zum Zuführen elektromagnetischer Energie für die Regelung der Schichtdicke von Eisenschmelze (16) um den Außenumfang des Leitungsrohrs (30) an zwei oder mehr Abschnitten angeordnet sind und voneinander unabhängig geregelt werden, wodurch die Austragsmengen von Eisenschmelze und/oder Schmelzschlacke eingestellt werden.

3. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 1, wobei die durch ein Erfassungssystem zum Erfassen der Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke erhaltene Mengeninformation zum elektromagnetischen Energiezuführkörper rückgekoppelt wird, wodurch die Austragsmengen von Eisenschmelze und/oder Schmelzschlacke geregelt werden.

4. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 1, wobei die Austragsmenge von Eisenschmelze durch ein über einer Eisenschmelze-Abstichrinne (52) eines Gießbetts vorgesehenes Strömungsmengen-Meßgerät (56) oder an einem Torpedo-Pfannenwagen (58) vorgesehenes Gewichts-Meßgerät (60) gemessen wird, während die Austragsmenge von Schmelzschlacke durch ein über einer Schmelzschlacken-Abstichrinne (62) vorgesehenes Strömungsmengen-Meßgerät (64) gemessen wird, und die so erhaltene Mengeninformation an den elektromagnetischen Energiezuführkörper rückgekoppelt wird, wodurch die Austragsmengen von Eisenschmelze und/oder Schmelzschlacke geregelt werden.

5. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 1, wobei Eisenschmelze und Schmelzschlacke mit elektromagnetischer Energie beaufschlagt werden, um die Eisenschmelze und die Schmelzschlacke in die Ströme von Eisenschmelze und Schmelzschlacke kreuzende Drehbewegungen zu versetzen, so daß sich vor dem Austrag die Eisenschmelze durch Zentrifugalkraft an der Außenumfangsseite des Strömungsquerschnitts und die Schmelzschlacke in dessen Mitte befinden.

6. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 5, wobei die Drehgeschwindigkeit der Eisenschmelze so geregelt wird, daß die Schichtdicke der an der Innenflächenseite des Leitungsrohrs befindlichen Eisenschmelze gemäß der Größe der Zentrifugalkraft aufgrund der Drehbewegung eingestellt wird, wodurch ein Verhältnis zwischen den Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke geregelt wird.

7. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 1, wobei im Leitungsrohr strömende Eisenschmelze (16) mit elektromagnetischer Energie beaufschlagt wird, damit infolge elektromagnetischer Abstoßungskraft magnetischer Kraftdruck (36) auf die Eisenschmelze einwirkt, so daß sich die Eisenschmelze im mittleren Teil des Leitungsrohrs sammelt und sich am Schmelzschlacke (18) Umfangsteil der Eisenschmelze befindet.

8. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 1, wobei im Leitungsrohr strömende Eisenschmelze (16) mit elektromagnetischer Energie beaufschlagt wird, damit infolge elektromagnetischer Abstoßungskraft magnetischer Kraftdruck (36) auf die Eisenschmelze einwirkt, um den Strom der Metallschmelze zu kontrahieren, wodurch der Strömungsquerschnitt der Metallschmelze eingestellt wird.

9. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 1, wobei im Leitungsrohr strömende Eisenschmelze (16) mit elektromagnetischer Energie beaufschlagt wird, damit infolge elektromagnetischer Abstoßungskraft magnetischer Kraftdruck (36) auf die Eisenschmelze (16) einwirkt, um den Strom der Metallschmelze zu kontrahieren, wodurch der Strömungsquerschnitt der Metallschmelze eingestellt wird und die Austragsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke geregelt werden.

10. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 7, wobei das Leitungsrohr (30) gekühlt wird, um zu ermöglichen, daß eine verfestigte Schicht (40) von Schmelzschlacke an der Innenflächenseite des Leitungsrohrs anhaftet und dadurch eine selbstauskleidende Schicht gebildet wird.

11. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 7, wobei das Leitungsrohr (30) gekühlt wird, um zu ermöglichen, daß eine verfestigte Schicht (40) von Schmelzschlacke an der Innenflächenseite des Leitungsrohrs anhaftet und dadurch eine selbstauskleidende Schicht gebildet wird, und die infolge der Kühlung abgeführte Wärmemenge geregelt wird, um die Dicke der verfestigten Schicht zu verändern, wodurch die Strömungsmengen von Eisenschmelze und Schmelzschlacke geregelt werden.

12. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 1, wobei der Strom von Eisenschmelze von demjenigen von Schmelzschlacke im Leitungsrohr getrennt wird, wodurch die Eisenschmelze und die Schmelzschlacke unabhängig voneinander ausgetragen werden.

13. Abstichverfahren für einen Hochofen nach Anspruch 12, wobei die Strömungsmenge von Eisenschmelze unterschiedlich zu der von Schmelzschlacke eingestellt wird, wodurch die Eisenschmelze von der Schmelzschlacke aufgrund eines Unterschieds in der Trägheitskraft zwischen diesen getrennt wird.