DE102008037166A1

DE102008037166A1 - Inlet for a RH process degassing vessel for metallurgical melts

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Publication number: DE102008037166A1
Application number: DE102008037166A
Authority: DE
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2010-02-11
Also published as: EP2324133A1; WO2010015242A1; US20110179909A1; BRPI0918898A2; ES2385780T3; AU2009279227A1; RU2468092C2; BRPI0918898B1; RU2011108576A; EP2324133B1; AU2009279227B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einlaufrüssel für ein nach dem RH-Verfahren arbeitendes Entgasungsgefäß für metallurgische Schmelzen. Erfindungsgemäß sind über die axiale Länge des Einlaufrüssels verteilt Röhrchenspüler vorgesehen, durch die Inertgas in den Einlaufrüssel einleitbar ist und stromaufwärts dieser Röhrchenspüler sind jeweils rillenartig ausgebildete Leitformen vorgesehen, die in den lichten Querschnitt des Einlaufrüssels hineinragen.The invention relates to an inlet trunk for a working according to the RH process degassing vessel for metallurgical melts. In accordance with the invention, tube scavengers are provided distributed over the axial length of the inlet spout, through which inert gas can be introduced into the inlet trunk and upstream of these tube scavengers groove-shaped guide shapes are provided, which protrude into the clear cross section of the inlet spout.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einlaufrüssel für ein nach dem RH-Verfahren arbeitendes Entgasungsgefäß für metallurgische Schmelzen.The The invention relates to an inlet trunk for a according to the RH process working degassing vessel for metallurgical melts.

Beim RH (Ruhrstahl-Heraeus)-Verfahren wird der flüssige Stahl aus einer Gießpfanne in einem Steigrohr mit Hilfe eines Fördergases, insbesondere Argon, das über dem Stahlbadspiegel in das Steigrohr eingeführt wird, durch dessen Volumenvergrößerung im Steigrohr und ferner durch den Druckunterschied zwischen dem äußeren Luftdruck und dem Unterdruck im Evakuierungsgefäß in dieses befördert. Die Argonblasen stellen Keime für die CO-Bildung dar, fördern die Desoxydation und die Abscheidung nichtmetallischer Partikel. Der in das Evakuierungsgefäß eingesaugte Stahl wird zersprüht, wodurch eine Oberflächenvergrößerung und somit eine gute Entgasung eintritt.At the RH (Ruhrstahl-Heraeus) -Process is the liquid steel from a ladle in a standpipe with the help of a Conveying gas, in particular argon, the above Steel bath mirror is introduced into the riser, through its increase in volume in the riser and further by the pressure difference between the outside Air pressure and the vacuum in the evacuation vessel in this promotes. The argon bubbles provide germs for CO formation promote deoxidation and deposition non-metallic particles. The sucked into the evacuation vessel Steel is sprayed, causing a surface enlargement and thus a good degassing occurs.

Aus EP 297 850 A1 ist bekannt, im Einlaufrüssel mehrere Kanäle umfangsseitig anzuordnen, die in zwei Gruppen unterteilt werden, wobei eine Gruppe mit Gas unter hohem Druck und eine Gruppe mit Gas unter niedrigem Druck beaufschlagt wird. Auf diese Weise sollen die zugeführten Gasströme unterschiedlich tief in die durch den Rüssel geführte Metallschmelze eindringen und eine gleichmäßige Begasung der Metallschmelze über den Rüsselquerschnitt ermöglichen.Out EP 297 850 A1 It is known to circumferentially arrange a plurality of channels in the inlet trunk, which are divided into two groups, one group being supplied with gas under high pressure and one group with gas under low pressure. In this way, the supplied gas streams should penetrate at different depths into the metal melt guided through the trunk and allow a uniform gassing of the molten metal through the trunk cross-section.

Aus der Literatur: Modeling of Two-Phase in RH Vacuum Degassing Vessel with the Effect of the Rotation Magnetic Field, AISTech 2004 Proceedings, Volume 1, pp. 1125–1133; Baokuan Li et al. (PRC) ist die Beeinflussung der Strömung durch ein Magnetfeld bekannt.From the literature: Modeling Two-Phase RH Vacuum Degassing Vessel with the Effect of the Magnetic Field Rotation, AISTech 2004 Proceedings, Volume 1, pp. 1125-1133; Baokuan Li et al. (PRC) is the influence of the flow through a magnetic field known.

Diese Lösung zur magneto-hydrodynamischen Beeinflussung der Schmelzenströmung sieht ein wassergekühltes Bauteil unter dem RH-Gefäßboden vor. Diese Bauform ist zu groß für eine technische Anwendung. Darüber hinaus stellt die Wasserkühlung ein Sicherheitsrisiko dar.These Solution for the magneto-hydrodynamic influence of the melt flow sees a water-cooled component under the RH vessel bottom in front. This design is too big for a technical Application. In addition, the water cooling system a security risk.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Strömungsverhältnisse innerhalb des Einlaufrüssels zu verbessern.task The invention is the flow conditions to improve within the intake trunk.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Einlaufrüssel für ein nach dem RH-Verfahren arbeitendes Entgasungsgefäß für metallurgische Schmelzen, der
dadurch gekennzeichnet ist,
dass über die axiale Länge des Einlaufrüssels verteilt Röhrchenspüler vorgesehen sind, durch die Inertgas in den Einlaufrüssel einleitbar ist und
dass stromaufwärts dieser Röhrchenspüler jeweils rillenartig ausgebildete Leitformen vorgesehen sind, die in den lichten Querschnitt des Einlaufrüssels hineinragen.This object is achieved according to the invention with an inlet trunk for a working according to the RH process degassing vessel for metallurgical melting, the
characterized
that over the axial length of the intake spout distributed tube scavenger are provided, can be introduced through the inert gas in the inlet trunk and
that upstream of these tube scavenger each groove-like conductive shapes are provided, which protrude into the clear cross-section of the intake spout.

Der Kern der Erfindung besteht somit in der Realisierung einer passiven Strömungsführung im Einlaufrüssel der RH-Anlage.Of the The core of the invention is thus in the realization of a passive Flow guidance in the inlet trunk of the RH plant.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass die im Einlaufrüssel einer RH-Anlage aufsteigende Schmelze und die emulgierten Inertgasblasen durch eine passive Strömungsführung homogenisiert werden.With the invention is achieved that in the inlet trunk a melt ascending RH plant and the emulsified inert gas bubbles Homogenized by a passive flow guide become.

Die passive Strömungsbeeinflussung unterscheidet sich von der aktiven Strömungsbeeinflussung (z. B. Einblasen von Gas) dadurch, dass das Primärfluid ausschließlich durch formgebende Maßnahmen beeinflusst wird.The passive flow control is different from the active flow control (eg blowing in gas) in that the primary fluid exclusively by shaping measures is influenced.

Dieses Ziel wird erreicht durch eine spezielle Formgebung der Feuerfestausmauerung in axialer Richtung des Einlaufrüssels. Die Ausmauerung erfolgt von der Einlaufseite her – also von unten nach oben – durch mehrere, um einen bestimmten Winkel verdrehte und in die Schmelze hineinragende, rillenartige Leitformen. Diese Leitformen reichen in den Einlaufrüssel hinein und induzieren im aufsteigenden Mehrphasengemisch aus Schmelze und Gasblasen einen Drall.This The goal is achieved by a special shaping of the refractory lining in the axial direction of the inlet trunk. The lining takes place from the inlet side - ie from bottom to top - through several, twisted by a certain angle and into the melt protruding, groove-like Leitformen. These guidelines suffice into the inlet trunk and induce in the ascending multiphase mixture from melt and gas bubbles a twist.

Infolge dessen werden die Gasblasen von der Feuerfestwand weg in Richtung der Achse des Einlaufrüssels transportiert. Es findet eine Vergleichmäßigung des charakteristischen Strömungsprofils statt. Dieser Vorgang ist mit einer intensiveren Vermischung im Einlaufrüssel verbunden.As a result the gas bubbles will move away from the refractory wall in the direction of transported the axis of the intake trunk. It finds one Homogenization of the characteristic flow profile instead. This process is with a more intensive mixing in the inlet trunk connected.

Zwischen den Zugabestellen des Inertgases (Röhrchenspüler), werden verdrillte Leitformen aus Feuerfestmaterial installiert. Die Anzahl der Leitformen richtet sich nach der Anzahl der Röhrchenspüler.Between the addition of the inert gas (tube scavenger), are installed twisted Leitformen refractory material. The number of guide shapes depends on the number of tube scavengers.

Die Leitformen mit der Dicke D, der Tiefe T und dem Radius R werden von unten nach oben, also in Richtung der Rüssellängsachse, um einen Winkel α verdreht. Vorzugsweise Größenordnungen für diesen Winkel liegen zwischen 20° und 45°.The Guide shapes with the thickness D, the depth T and the radius R are from bottom to top, ie in the direction of the trunk axis, rotated by an angle α. Preferably orders of magnitude for this angle are between 20 ° and 45 °.

Dadurch wird den zwischen den Leitformen aufsteigenden Gasblasen eine spiralförmige Bewegung aufgezwungen, die großräumig betrachtet zu einer Vergleichmäßigung des radialen Strömungsprofiles führt.Thereby the gas bubbles rising between the guide forms become spiral-shaped Forced movement, which considers large-scale to a homogenization of the radial flow profile leads.

Infolge der induzierten Wirbelbildung steigen die Gasblasen nicht mehr nur in Wandnähe, sondern nun verstärkt auch in der Mitte des Einlaufrüssels auf.As a result the induced vortex formation, the gas bubbles no longer rise only near the wall, but now also strengthened in the Center of the inlet trunk on.

Als Folge dessen wird die bisher bekannte Überhöhung der Schmelze über dem Einlaufrüssel im RH-Gefäß reduziert. Die hierdurch eingesparte potentielle Energie wird in kinetische Energie umgesetzt. Als Folge dessen kann die Behandlungs- bzw. Umlaufzeit der Schmelze reduziert werden. Darüber kann eine Reduzierung der Bauhöhe der RH Gefäße angenommen werden.As a result, the previously known elevation of the melt above the inlet trunk reduced in the RH vessel. The potential energy thus saved is converted into kinetic energy. As a result, the treatment time of the melt can be reduced. In addition, a reduction in the height of the RH vessels can be assumed.

Der Vorteil der Erfindung besteht somit darin, dass sich die Behandlungs- bzw. Umlaufzeit in der RH-Anlage infolge der besseren Homogenisierung des Mehrphasengemisches aus Schmelze und Gasblasen reduzieren lässt. Höhere Gasmengen könnten angewendet werden, wodurch die Kinetik der Metallurgie verbessert werden kann. Folglich wird die Produktivität der RH-Anlage gesteigert.Of the Advantage of the invention is thus that the treatment or orbital period in the RH plant due to the better homogenization of the Reduce multi-phase mixture of melt and gas bubbles. Higher amounts of gas could be applied, causing the kinetics of metallurgy can be improved. Consequently, will increased the productivity of the RH plant.

Die Erfindung soll nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden.The Invention will be explained below with reference to the drawings become.

Dabei zeigt:there shows:

1 perspektivisch einen mit Leitformen versehenen Teilabschnitt eines Einlaufrüssels und 1 in perspective, a provided with conductive shapes section of an inlet trunk and

2 einen entsprechenden Querschnitt. 2 a corresponding cross-section.

Wie ersichtlich, sind die Leitformen mit einer Dicke D, einer Tiefe T und einem Radius R in Längsrichtung des Rüssels verdrillt, und zwar um einen Winkel α.As As can be seen, the guide shapes are with a thickness D, a depth T and a radius R in the longitudinal direction of the trunk twisted, by an angle α.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 297850 A1 [0003] EP 297850 A1 [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- Modeling of Two-Phase in RH Vacuum Degassing Vessel with the Effect of the Rotation Magnetic Field, AISTech 2004 Proceedings, Volume 1, pp. 1125–1133; Baokuan Li et al. (PRC) [0004] - Modeling Two-Phase RH Vacuum Degassing Vessel with the Effect of the Magnetic Field Rotation, AISTech 2004 Proceedings, Volume 1, pp. 1125-1133; Baokuan Li et al. (PRC) [0004]

Claims

Einlaufrüssel für ein nach dem RH-Verfahren arbeitendes Entgasungsgefäß für metallurgische Schmelzen, dadurch gekennzeichnet, dass über die axiale Länge des Einlaufrüssels verteilt Röhrchenspüler vorgesehen sind, durch die Inertgas in den Einlaufrüssel einleitbar ist und dass stromaufwärts dieser Röhrchenspüler jeweils rillenartig ausgebildete Leitformen vorgesehen sind, die in den lichten Querschnitt des Einlaufrüssels hineinragen.Inlet for a working according to the RH process degassing vessel for metallurgical melts, characterized in that over the axial length of the intake spout distributed tube scavenger are provided, can be introduced through the inert gas in the inlet trunk and that upstream of this tube scavenger groove-like trained Leitformen are provided protrude into the clear cross-section of the inlet trunk.

Einlaufrüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitformen aus Feuerfestmaterial bestehen.Intake spout according to claim 1, characterized that the guide forms consist of refractory material.

Einlaufrüssel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitformen eine Dicke D, eine Tiefe T und einen Radius R aufweisen und in Richtung der Rüssellängsachse, um einen Winkel α verdreht sind.Intake spout according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive forms have a thickness D, a depth T and have a radius R and in the direction of the trunk axis, in order an angle α are twisted.

Einlaufrüssel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α zwischen 20° und 45° beträgt.Intake spout according to claim 3, characterized the angle α is between 20 ° and 45 °.