SE434571B

SE434571B - Sett och anordning for att separera slagg och tappa smelt stal fran en behallare

Info

Publication number: SE434571B
Application number: SE8009089A
Authority: SE
Inventors: H Yamada
Original assignee: Kawasaki Steel Co
Priority date: 1979-12-27
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1984-07-30
Also published as: US4373705A; JPS598756B2; GB2066438A; SE8009089L; JPS5693809A; FR2472613A1; DE3049053C2; CA1139939A; DE3049053A1; GB2066438B; FR2472613B1

Description

8ÛÜ9089-7 10 15 20 25 30 35 2 slaggen, har nackdelen att det smälta stålets tempera- turfall är stort. För att undanröja denna nackdel har man allmänt använt en slaggstoppkula eller också har, efter tappningen av det smälta stålet, flödet av smält stål avletts från skänken, dvs man har använt en s.k. skänkavstängning eller liknande. De båda senare metoder- na är enkla i drift, men saknar tillförlitlighet.

För att undvika dessa nackdelar har följande appa- rat föreslagits för att separera slagg och tappa smält stål från en behållare, såsom en konverter eller lik- nande. Denna apparat innefattar en behållare för smält metall och slagg, som täcker den smälta metallens fria yta, en U-formad passage, som är sammansatt av en nedåtgående del som kommunicerar med ett tapphål på behållaren, en mellanliggande del och en uppåtstigande del, som kommunicerar med en utloppsöppning hos den U-formade passagen och som är fäst till och lokaliserad vid den undre delen av behållaren när den lutas i läge för tappning av det smälta stålet efter det att färsk- ningen har avslutats, varvid den U-formade passagen fungerar för att hålla det statiska trycket hos det kvar- varande smälta stålet i balans med det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen däri.

Denna apparat baserar sig på följande grundidë.

Villkoret för att det statiska trycket hos det kvar- varande smälta stålet i den U-formade passagen hålles i balans med det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen, som strömmar efter det smälta stålet och också finns kvar i den U-formade passagen, för att förhindra slaggen från att strömma ut ur den U-formade passagen, ges av följande formel (1). h (l) 2Dm > (hl + hS)pS ......... där pm är det smälta stålets densitet, ps är slaggens densitet, hl är höjden hos den nedåtgående delen av den U-formade passagen, hz är höjden hos den uppåt- 10 15 20 25 30 35 aooeoes-7 3 stigande delen av den U-formade passagen och hs är tjockleken hos slaggen som finns kvar i konvertern.

Om den U-formade passagen är konstruerad så, att hl och hg resultat härav möjligt att förhindra slaggen från att uppfyllerformeln(l), är det som ett strömma ut ur den U-formade passagen.

Den ovannämnda formeln (1) är emellertid en villkorad ekvation, eftersom den endast beaktar den statiska balansen mellan det smälta stålet och slaggen.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt att separera slagg och tappa smält stål från en behållare, såsom en konverter eller liknande, vilket sätt kan reducera flödeshastigheten hos det smälta stå- let vid slutet av dess flöde och vilket sätt kan defi- niera ett villkor, enligt vilket slaggen tillförlitligt separeras från det smälta stålet, varigenom slaggen fullständigt förhindras från att strömma ut ur passa- gen för den smälta metallen vid slutet av flödet av smält stål.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstad- komma en anordning för att separera slagg och tappa smält stål från en behållare, såsom en konverter eller liknande, vilken anordning är av enkel konstruktion och kan användas ofta flerfaldiga gånger vid hög tem- peratur utan besvär.

Enligt en aspekt av uppfinningen åstadkommes så- ledes ett sätt att separera slagg och tappa smält stål från en behållare, såsom en konverter eller liknande, vid vilket sätt det smälta stålet leds in i en U-formad passage, som består av en nedåtgående del, som kommu- nicerar med ett tapphål hos behållaren, en mellanlig- gande del och en uppåtstigande del, som kommunicerar med en utloppsöppning hos den U-formade passagen och är fäst till och belägen vid den undre sidodelen på behållaren när den lutas till sitt läge för tappning av smält stål sedan färskningen har avslutats, varvid 10 15 20 25 30 35 âﬁwüwr? 4 den U-formade passagen fungerar för att hålla det statiska trycket hos det kvarvarande smälta stålet i balans med det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen däri, kännetecknat därav, att man insprutar en inert gas, som ej positivt reagerar med det smälta stålet, in i flödet av smält stål i den nedåtgående delen av den U-formade passagen, varigenom gasstrâlen bromsar det smälta stålets flödeshastighet så att man eliminerar inverkan av tröghetskraften hos strömmen av smält stål som utövas på balansen mellan det sta- tiska trycket hos det kvarvarande smälta stålet och det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen i den U-formade passagen.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen åstadkommas en anordning för att separera slagg och tappa smält stål från en behållare, såsom en konverter eller lik- nande, vilken anordning inbegriper en behållare för smält metall och slagg, som täcker den smälta metallens fria yta, en U-formad passage, som utgöres av en ned- ett tapphâl hos en uppåtsti- åtgående del, vilken kommunicerar med behållaren, en mellanliggande del och utloppsöppning hos den U-formade passagen och vilken är fäst till och belägen vid den undre sidodelen av behållaren när den gande del, vilken kommunicerar med en lutas till tappningsläge efter det att färskningen har avslutats, varvid den U-formade passagen fungerar för att hålla det statiska trycket hos det kvarvarande smälta stålet i balans med det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen däri, kännetecknad därav, att anordningen inbegriper ett gasmunstycke, som kommuni- cerar med den nedåtgående delen av den U-formade passa- gen och fungerar för att spruta en inert gas, som ej positivt reagerar med det smälta stålet, in i flödet av smält stål i den nedåtgående delen av den U-formade passagen, varigenom gasstrâlen bromsar det smälta stå- lets flödeshastighet så att man eliminerar inverkan av tröghetskraften hos flödet av smält stål som utövas 10 15 20 25 30 35 8009089-'7 5 på balansen mellan det statiska trycket hos det kvar- varande smälta stålet och det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen i den U-formade passagen.

Ytterligare ändamål och kännetecken hos uppfin- ningen kommer att inses av följande detaljerade be- skrivning med hänvisning till de bifogade ritningarna.

KORT RITJINGSBESKRIVNING Fig l är en schematisk tvärsektionsvy av väsent- liga delar hos en anordning enligt uppfinningen. Fig 2A är en partiell längdsektionsvy av väsentliga delar av en utföringsform av en anordning för separation av slagg och tappning av smält stål från en behållare, såsom en konverter eller liknande, i enlighet med upp- finningen. Fig 2B är en partiell längdsektionsvy av väsentliga delar av en annan utföringsform av en anord- ning för separation av slagg och tappning av smält stål från en behållare, såsom en konverter eller liknande, i enlighet med uppfinningen. Fig 3 är en förstorad tvär- sektionsvy av ett gasmunstycke, som visas i fig 2A och 2B.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Man har vid föreliggande uppfinning funnit att det smälta stålet strömmar med en tröghetskraft. Om denna tröghetskraft hos flödet av smält stål tages i beaktande, ges det villkor, under vilket slaggen full- ständigt separeras från det smälta stålet, av följande formel (2). h > (hl + hs)ps + d .(2) zpm ....... där a är en tröghetskraft hos flödet av smält stål.

Härav framgår att, för att fullständigt separera slaggen och tappa det smälta stålet ur konvertern, är det nödvändigt att eliminera varje inflytande av trög- hetskraften d 1) genom att göra hz lång relativt hl eller 2) genom att minska flödeshastigheten hos det smälta stålet vid slutet av tappningen. â®9@®9@7 10 15 20 25 30 35 6 I praktiken begränsas emellertid användningen av åtgärder för att göra höjden hz stor av fysikaliska begränsningar, såsom begränsningar av ugnskroppen, dess lutningsvinkel eller liknande.

Följaktligen är det viktigt att det smälta stålets flödeshastighet göres liten. För att uppnå detta har ett försök gjorts att minska diametern på inloppsidan av passagen för smält stål och vidga diametern hos den mellanliggande delen av passagen för smält stål, var- igenom det smälta stålets flödeshastighet minskas. I detta fall förändras diametern hos passagen för det smälta stålet på grund av skada på det eldfasta teglet, varför det är mycket svårt att bibehålla en given dia- meter hos passagen för det smälta stålet. Som ett resul- tat härav kan det smälta stålets flödeshastighet inte göras liten när passagen för det smälta stålet har varit i upprepad användning i ett antal gånger.

För att eliminera denna nackdel har man vid upp- finningen försökt att inspruta en inert gas i flödet av smält stål på ett sätt, som skall beskrivas med hänvisning till fig 2A, 2B och 3.

I fig l visas en U-formad passage, som är fäst till en konverter. I fig l avser hänvisningsbeteck- ningen 1 en konverter, och 4 en U-formad passage. Den U-formade passagen 4 består av en nedåtgående del 4a, som kommunicerar med ett tapphål 2 (fig 2A) för smält stål hos konvertern l, en mellanliggande del 4b och en uppåtstigande del 4c, som kommunicerar med en ut- loppsöppning hos den U-formade passagen 4. Hänvisnings- beteckningen 5 visar det kvarvarande smälta stålet och 6 den kvarvarande slaggen.

Såsom beskrivits ovan, ges det villkor, varunder det statiska trycket hos det kvarvarande smälta stålet 5 i den U-formade passagen 4 hålles i balans med det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen 6, som strömmar efter det smälta stålet 5 och som också finns kvar i den U-formade passagen 4, för att förhindra 10 15 20 25 30 35 aooøoss-7 7 slaggen 6 från att strömma ut ur den U-formade passa- gen 4, av formeln (l) (1) hzpm > {hl+hs)Ds där pm är det smälta stålets densitet, ps är slaggens densitet, h1 är höjden hos den nedåtgående delen 4a av den U-formade passagen 4, hz är höjden hos den uppåt- stigande delen 40 av den U-formade passagen 4 och hs är tjockleken hos slaggen 6, som finns kvar i konver- tern l.

Om tröghetskraften hos flödet av smält stål tages i neaktande, förändras formen (1) till formeln (2) h > (hl+hs)ps + d .......... (2) Zpm där a är tröghetskraften hos flödet av smält stål.

I fig 2A avser hänvisningsbeteckningen 1 ugns- kroppen hos en konverter, 2 avser konverterns tapphål och 3 är en tappningsanordning för smält stål, vilken är löstagbar fäst till tapphålet 2 medelst en anslut- ningsfläns ll och består av en U-formad passage 4, som utgöres av en nedåtgående del 4a, en mellanlig- gande del 4b och en uppåtstigande del 4c. Hänvisnings- beteckningen 5 betecknar smält stål och 6 betecknar slagg, som flyter på den fria ytan hos det smälta stå- let 5.

När konvertern lutas till ett läge, som visas i fig ZA, varvid det smälta stålet 5 tappas ur konver- tern, leds det smälta stålet 5 i ugnen genom den U-for- made passagen 4 till en ej visad skänk. _ Vid föreliggande uppfinning är tapphålet 2, dvs den nedåtgående delen 4a av den U-formade passagen 4, vid den undre delen försett med ett gasmunstycksorgan 7, som vid föreliggande utföringsform är ett gasmunstycks- rör. Åtminstone vid slutet av perioden för tappning av 10 15 20 25 30 35 @@9©í39°7 8 smält stål insprutas en inert gas, såsom N2-gas eller liknande, från gasmunstycksröret 7 till strömmen av smält stål i den nedåtgående delen 4a av den U-formade passagen 4 för att minska flödeshastigheten hos flödet av smält stål på grund av den inverkan som utövas av gasbubblornas flytkraft och på grund av effekten hos dessa gasbubblor att reducera tvärsektionsarean hos den U-formade passagen 4.

När det gäller insprutning av gasen sträcker sig, såsom visas i fig 3, en ledning 7 med en diameter av högst 6 mm, företrädesvis 2-3 mm, genom en eldfast vägg och kommunicerar med den nedåtgående delen 4a hos den U-formade passagen 4. Till den ände av ledningen 7, som är belägen vid ugnskroppssidan, är anslutet en slang 8, som är förbunden med en ej visad gaskälla.

Användning av ledningen 7, vars diameter är högst 6 mm, säkerställer en naturlig stelning av smält stål, som eventuellt har inträngt i röret 7, varigenom fara und- vikes. Det föredrages att ledningens diameter är 2-3 mm, eftersom det är önskvärt att det gasflöde som krävs för att hindra att ledningen 7 igensättes, är litet. Om ledningens 7 diameter är mindre än 2 mm igensätts led- ningen 7 med främmande material eller liknande, vilket medför underhållsproblem.

På detta sätt är det möjligt att i huvudsak eli- minera inverkan av tröghetskraften a enligt formeln (2) med hjälp av gasstrålen. Om villkoret enligt formeln (1), dvs villkoret avseende den statiska tryckbalansen mellan det smälta stålet och slaggen, är uppfyllt, kan det smälta stålet tappas ur konvertern under fullständig separation av slaggen därifrån. Dessutom är det inte nödvändigt att göra tappningsanordningen för det smälta stålet stor.

Under perioden från början av tappningen av det smälta stålet från konvertern till avslutningen därav, påläggs i praktiken ett gastryck av sådan storleksord- ning att det smälta stålet inte intränger i munstycke- .f-N-...l 10 15 20 25 30 35 8009089-7 Cw ledningen 7. Endast vid slutet av tappningen av det smälta stålet från konvertern utsprutas en gasmängd från munstycksledningen 7 som krävs för att i till- räcklig omfattning reducera strömningshastigheten hos flödet av det smälta stålet.

Om gasflödet är överdrivet stort kommer det att åstadkomma omröring av det smälta stålet och slaggen, varigenom slaggen inblandas i det smälta stålet.

Med hänsyn härtill är mängden utsprutad gas mindre än 5 Nmg/min. Vid exempelvis en konverter med en kapa- citet av 200 ton, föredrages det att den insprutade gasmängden är av storleksordningen 0,2-2 Nm3/min. An- vändning av en liten gasmängd av storleksordningen 0,2 Nmg/min säkerställer en bromsande effekt, men om den insprutade gasmängden är mindre än 0,2 Nm3/min är den inte tillräcklig för att bromsa det smälta stålets flödeshastighet.

Gasmunstycksledningen 7 kan kommunicera med vilket som helst ställe utmed den nedåtgående delen 4a av den U-formade passagen 4, men tröghetskraften kan elimin- eras mera effektivt om gasmunstycksledningen 7 kommuni- cerar med den undre delen 9 av den nedåtgående delen 4a hos den U-formade passagen, såsom visas i fig 2A och 3.

Fig 2B visar en annan utföringsform av en anord- ning enligt uppfinningen. Vid den föreliggande utförings- formen kommunicerar gasmunstycksledningen 7 med den del l0 av den nedåtgående delen 4a hos den U-formade passa- gen 4 som är belägen under anslutningsflänsen ll.

Eftersom gasmunstycksledningen 7 är fäst till den U-for- made passagen 4, som är löstagbart monterad på konver- tern, kan gasmunstycksledningen 7 vid den föreliggande utföringsformen tillsammans med den U-formade passagen 4 lätt avlägsnas från konvertern l och gasmunstycksled- ningen 7 kan repareras eller ersättas med en ny.

Om gasmunstycksledningen 7 drivs kontinuerligt för att inspruta den inerta gasen i den U-formade passagen 4 under tappningen av det smälta stålet, är det möjligt 10 äffmåüæs? 10 att justera tappningshastigheten för det smälta stålet, dvs flödesmängden av det smälta stålet, såsom erford- ras. Som ett resultat härav kan denna justeringtill- lämpas på regleringen av anpassning av betingelserna, varunder legeringskompositioner sätts till det smälta stålet, som tappas ut ur den U-formade passagen.

Såsom angivits tidigare, medför uppfinningen att enbart det smälta stålet effektivt kan tappas ut ur konvertern utan att utbytet av smält stål försämras och utan att anordningen för tappning av det smälta stålet göres stor.

Claims

1. l5 20 30 8-009089-7 ll PATENTKRAV för att separera slagg och tappa smält stål ,Lf“lare, såsom en konverter eller liknande, vid vilket satt det smälta stålet leds in i en U-formad n passage, som bestar av en nedåtgående del, som kommu- hållaren, en mellanliggande del och en uppåtstigande del, som kommunicerar med en utloppsöppning hos den U-formade passagen och är fäst till och belägen vid den undre sidodelen på behållaren när den lutas till sitt tappningsläge sedan färskningen har avslutats, varvid den Uﬂformade passagen fungerar för att hålla det statiska trycket hos det kvarvarande smälta stålet i balans med det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen däri, k ä n n e t e c k n a t därav, att man insprutar en inert gas, som ej positivt reagerar med det smälta stålet, in i flödet av smält stål i den ned- âtgående delen av den U-formade passagen, varigenom gasstrålen bromsar det smälta stålets flödeshastighet så att man eliminerar inverkan av tröghetskraften hos strömmen av smält stål som utövas på balansen mellan det statiska trycket hos det kvarvarande smälta stålet och det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen i den U-formade passagen.

2. Sätt enligt kravet l, därav, att flödesmängden av den insprutade gasen är k ä n n e t e c k n a t högst 5 Nm3/min, företrädesvis 0,2-2 Nm3/min.

3. Anordning för att separera slagg och tappa smält stål från en behållare, såsom en konverter eller.1ik- nande, vilken anordning inbegriper en behållare för smält metallochslagg, som täcker den smälta metallens fria yta, en U-formad passage, som utgöres av en nedåt- gående del , vilken kommunicerar med en utloppsdel för smält stålhosbehållaren,enmellanliggandedelochenuppåtsti- gandedel,vilkenkommunicerarmedenutloppsöppninghosden 10 15 20 25 30 dßwwät? 12 U-formade passagen och vilken är fäst till och belägenvid denundresidodelenavkæhållarennärdenlutastillsittläge för tappning av smält stål efter det att färskningen har avslutats, varvid den U-formade passagen fungerar för att hålla det statiska trycket hos det kvarvarande smälta stålet i balans med det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen däri, k ä n n e t e c k n a d därav, att anordningen inbegriper ett gasmunstycke, som kommunicerar med den nedåtgående delen av den U-formade passagen och fungerar för att spruta en inert gas, som ej positivt reagerar med det smälta stålet, in i flödet av smält stål i den nedåtgående delen av den U-formade passagen, varigenom gasstrålen bromsar det smälta stå- lets flödeshastighet så att man eliminerar inverkan av tröghetskraften hos flödet av smält stål som utövas på balansen mellan det statiska trycket hos det kvar- varande smälta stålet och det statiska trycket hos den kvarvarande slaggen i den U-formade passagen.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d därav, att gasmunstycksorganet kommunicerar med den undre sidodelen av den nedåtgående delen hos den U-formade passagen som är integrerad med behållarens utloppsöppning för det smälta stålet. k ä n a d därav, att gasmunstycksorganet kommunicerar med

5. Anordning enligt krav 3, n n e t e c k - den övre sidodelen av den nedåtgående delen hos den U-formade passagen, som är lösgörbart förbunden med behållarens utloppsöppning för den smälta metallen.

6. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d därav, att gasmunstycksorganet utgöres av en metalledning med en diameter av högst 6 mm, företrädes- vis 2-3 mm.