DE1783165A1

DE1783165A1 - Vorrichtung zur speisung der blasoeffnungen im boden eines konverters

Info

Publication number: DE1783165A1
Application number: DE19681783165
Authority: DE
Inventors: Pierre Leroy; Emilie Sprunck
Original assignee: Creusot Loire SA; Wendel Sidelor SA
Current assignee: Creusot Loire SA; Wendel Sidelor SA
Priority date: 1967-07-05
Filing date: 1968-07-28
Publication date: 1974-02-28
Also published as: US3591160A; DE1758590B2; DE1758590A1; LU56316A1; BE717073A; US3602435A; FR94892E

Description

Trennanmeldung zur deutschen Patentanmeldung

Compagnie des.Ateliers et Forges de la Loire ,(St-Chamond, Firminy, St-Etienne, Jacob Holtzer), 12 Rue de La Rochefoucauld, Paris 9e, !rankreich

Emile Sprunck, Moyeuvre-Grande (57), Prankreich

Vorrichtung zur Speisung der Blasöffnungen im Boden eines

Konverters

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speisung der Blasöffnungen im Boden eines Konverters untereinem Druck von mehr als 3 bar mit einer unterteilten Windsammeivorrichtung unterhalb der BlasÖffnungen.

Vorrichtungen zur Speisung der im Boden eines Konverters angeordneten Blasöffnungen bestehen gewöhnlich aus einem

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Wijidkasten bzw. einer zylindrischen Kammer geringer Höhe, deren Durchmesser etwas größer als der !Durchmesser der äußersten Reihe der Blasöffnungen im Boden des Konverters ist. Die Seitenwandung des Windkastens weist eine oder mehrere große Öffnungen auf, über die der Blaswind zugeführt wird. Der Windkasten wird oben "durch die Grundplatte begrenzt, die den Boden des Konverters trägt, während er unten durch einen Deckel abgeschlossen ist. Wenn man den Deckel abnimmt, erhält man Zugang zu den Blasöffnungen, falls dies zu Wartungs- oder Reparaturzwecken oder dergleichen erforderlich ist.

Eine derartige Vorrichtung zur Speisung der Blasöffnungen genügt in den herkömmlichen Bessemer - und Thomasstahlwerken, bedienen der Blasdruck des Windes 3 bar nicht überschreitet.

Bei Anwendung neuer Verfahren zur Stahlgewinnung, bei denen beispielsweise reiner Sauerstoff oder stark mit Sauerstoff angereicherte Luft über Blasöffnungen mit kleinem Durchmesser eingeblasen werden, wird mit einem Blasdruck von mehr als 3 bar gearbeitet.

In diesem Fall besteht jedoch bei Weiterverwendung herkömmlicher Windkästen die Gefahr, daß sich ein solcher , Windkasten nicht mehr ausreichend abdichten läßt und unerwünscht hohe Blasverluste entstehen. Die Anwendung besonderer Abdichtvorrichtungen erschwert die Handhabjing des DeckelB des Windkastens und führt ebenfalls selten zu der gewünschten Abdichtwirkung, da die hohen Blasdrücke gewöhnlich zu einer Verformung des Windkastens mit entsprechender Beeinflussung d«r Abdichtung führen. Außerdem besteht die Gefahr, daß Wind zwischen die Grund-

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platte und den Boden eindringt und diese beiden Teile auseinandertreibt. Die Verformung des Windkastens unter dem Einfluß d'es Blasdruckes, der bei einem Druck von 12 bar beispielsweise eine Kraft von 375 Tonnen auf den Wind- · kasten ausüben kann, kann leicht zu einer Zerstörung des Kastens führen, da das Windkastenmaterial dem ständigen Lastwechsel nicht gewachsen ist, der sich im Zustand des Blasens und in den Zwischenzeiten ergibt.

Es ist zwar bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die unterteilte. Windsammei- ^ vorrichtung aus einem Windkasten besteht, der Vorzugs- .. . ■ ' weise in zwei Abteile unterteilt ist, die jeweils eine gesondere Zuführung von Gasen durch den Boden ermöglichen. Jedoch ist diese Vorrichtung nicht, für einen Konverterbetrieb mit einem Blasdruck von mehr als 3 bar vorgesehen, noch kann man die obigen Probleme bereits dadurch vermeiden, daß man den Windkasten in Abteile unterteilt. Außerdem dient die Unterteilung in Abteile vor allem dem Zweck, durch die Teile des Windkastens Gase zu blasen, die sich in ihrer Zusammensetzung, ihrem Druck oder ihrer Temperatur bzw. in mehreren dieser Kennzeichen vonein- ■ ander unterscheiden.

Es besteht daher die Aufgabe, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Windsammeivorrichtung in raumsparender Weise so auszubilden, daß ein Betrieb der Vorrichtung mit einem Blasdruck von mehr als 3 bar möglieh ist. Dabei sollen die Blasöffnungen in der Grundpktte zugänglich bleiben, wie es auch im Falle der Verwendung eines Windkastens mit lösbarem Deckel der Fall ist.·

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Als "Lösung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Windsammelvorrichtung aus einer Vielzahl von kreisringförmigen Sammelrohren in konzentrischer Anordnung besteht, jedes Sammelrohr unter Druck direkt unter^ der Grundplatte des. Konverters gegenüber einem Abschnitt der Blasöffnungen angebracht sowie an jeder Blasöffnung von einem bewegbaren Injektor mit"einer Absperrvorrichtung durchquert ist und die Achse des Injektors und der Absperrvorrichtung mit der der zugehörigen Blasöffnung zusammenfällt.

Diese Ausbildung-der Windsammelvorrichtung unterhalb der Blasöffnungen an der den Boden des Konverters tragenden Grundplatte als eine Vielzahl von kreisringförmigen Sammelrohren.in konzentrischer Anordnung, die untereinander in entsprechender Verbindung stehen, damit eine gleichmässige Verteilung des Windes auf die Sammelrohre und damit auf die Blasöffnungen gewährleistet ist, läßt eine Betriebsweise mit einem Blasdruck zu, der wesentlich höher als 3 bar sein kann. Denn die an der Grundplatte angebrachten • Sammelrohre weisen eine wesentlich höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Verformungen auf als durchgehende oder unterteilte Windkästen. Dadurch, daß die Sammelrohre an der Stelle jeder Blasöffnung von einem bewegbaren Injektor durchquert sind, wobei die Achse des Injektors mit der zugehörigen Blasöffnung zusammenfällt, bleiben die Blasöffnungen zugänglich. Sie sind außerdem einzeln absperrbar mittels der an dem Injektor vorgesehenen Absperrvorrichtung. Die Sammelrohre sind an der Grundplatte befestigt, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder dergleichen.

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pureh die erfindungsgemäße Ausbildung der Windsammelvorriehtung ist vor allem .gewährleistet, daß bei hohen Blasdrücken keine Abdichtprobleme entstehen.

Es ist zweekmässig, daß jede der Blasöffnungen des Bodens aus einem metallischen Rohr, beispielsweise aus Kupfer, gebildet ist, jedes dieser Rohre an der Basis in einem Trichter endet, der an die den Boden des Konverters tragende Grundplatte angelötet sein kann, und der Injektor im oberen Teil'in einem halbkugelförmigen-"Kopf endet, der dichtend gegen die Innenwand des Trichters gepresst wird, wenn der Injektor gegen die Grundplatte gedruckt ist. So wird in einfacher Weise eine zuverlässige Abdichtung an der Anschlußstelle der Blasöffnungen an den Sammelrohren erreicht, wobei gleichseitig die Möglichkeit des Zugangs zu den Blasöffnungen gewahrt ist.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, daI3 der hohle Injektor in konzentrischer Lage zur Achse seines oberen Endes eine zylindrische Öffnung aufweist¹, die nach oben infeiner Erweiterung endet, derart, daß aufeinanderfolgende innere Ränder oder Kanten des .oberen Endes des Injektors die Durehgangsöffnung des zylindrischen Teils, von dem die Gasdurchsatzmenge abhängt, nicht verändern.

Außerdem ist es zweckmässig, daß. die. Innenkammer des Injektors, die die zylindrische Öffnung speist, in Verbindung mit den Wind unter kontinuierlichem Druck enthaltenden Sammelrohren mittels einer bestimmte]: Anzahl von Kanälen steht, der Gesamtquerschnitt derart berechnet ist, daß die Gasmenge nicht beschränkt ist.

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'Vorzugsweise ist die Absperrvorriclitung des Injektors ein massives, im Inneren des Injektors angeordnetes Element, das oben in einer Kugel endet, die durch. Verschieben der Absperrvorrichtung gegen die zylindrische Öffnung gedrückt werden kann, wenn die betreffende Blasdüse außer Betrieb gesetzt werden soll.

Zum Verschließen oder Öffnen der Blasdüsen ist es vorteilhaft, wenn die Verschiebung der Absperrvorrichtung so durchgeführt wird, daß letztere in den Injektor eingeschraubt oder in anderer Weise eine steuerbare axiale Bewegung der Absperrvorrichtung herbeigeführt wird.

Um zu vermeiden, daß infolge von Undichtigkeiten gegebenenfalls austretende Blasluft"die Grundplatte und den Boden des Konverters auseinandertreiben kann, ist es zweckmässig, daß das metallische Rohr auf seiner Außenfläche eine Verbindung mit einem Abführungskanal aufweist, der in der G_rundplatte des Bodens derart ausgebildet ist, daß bei Austritt von Wind am unteren finde des Eohres diese unter Druck stehende Verlustmenge nach außen abgeführt und nicht zwischen die Platte und den Boden geleitet wird. Diese Möglichkeit zur Ableitung von Blasluft besteht bei der herkömmlicher- "..indkastenausbildung nicht.

durch Aus dem vorstehenden ergibt sich, daii/die erfindungsgemäße Ausbildung der Windsammelvorrichtung eine sichere Verbindung zwischen jedem Sammelrohr mit den daran angeschlossenen Blasöffnungen geschaffen wird, wozu lediglich einfache mechanische sowie platzsparende Bauteile erforderlich sind, die in koaxialer Lage zur Achse jeder Blasöffnung angeordnet und leicht anzubringen sowie zu lösen sind.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

3?ig. 1 eine Draufsicht auf sechs Sammler oder Sammelrohre mit einer Windzuführung und mit Verbindungskanälenj

lig. 2 ein Vertikalschnitt zur Darstellung des Ansehlußes der Windzuführung an das äußerste Sammelrohr sowie an einen der Verbindungskanäle}

"Fig. -3 eine Ansicht im Vertikalschnitt eines Injektors und seiner gegenüber einer Blasöffnung angeordneten Absperrvorrichtung.

Ss geht in diesem Beispiel um die Speisung eines Konverters» der 20 Tonnen Schmelze frischt, mit Wind unter einem Druck von 13 bis 14 bar. Die Zuführung erfolgt zum Boden 3.4 des Konverters, der 162 Blasöffnungen von einem inneren Durchmesser von 3,5 min umfasst, die in sechs kreisringformige und konzentrische Abschnitte aufgeteilt sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst folglich sechs Sammler oder Sammelrohre 21 - 26 in konzentrischer An— Ordnung, von denen jedes unter einem der sechs Abschnitte aus Blasöffnungen liegt.

In Mg. 1 erkennt man sechs kreisringförmige Sammelrohre 21 - 26, die den sechs Abschnitten aus Blasöffnungen entsprechen. Das Sammelrohr 21 entspricht dem äußersten Abschnitt.

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Die Sammelrohre sind untereinander durch vier Verbindungskanäle 27 - 30 verbunden, deren Querschnitt in dichtung auf die Mitte hin abnimmt, um gemäß einer entsprechenden Beziehung eine gleiehmässige Verteilung des Windes auf die ..'Gesamtheit der 162 Blas öffnungen zu erreichen,

■ ' Der unter Druck.stehende Blaswind gelangt über die Zuführung 31 in das System der Sammelrohre 21 - 26.

_ Aus Pigi 2 ergibt sich die Art des Anschlusses der Wind-™ zuführung 31 an eine Grundplatte 32, die den B.odeh 34 des Konverters trägt, sowie an das äußerste Sammelrohr 21 und den Verbindungskanal 27. Die Windzuführung 31 ist sowohl an die Grundplatte 32 als auch an das äußerste Sammelrohr 21 angeschweißt* Der Wind folgt der durch den Pfeil 33 angegebenen Bahn, und tritt von dort in das äußerste Sammelrohr 21 und zugleich in den VerbindungBkanal 27 ein. Durch Zwischenschaltung dieser beiden Wege verteilt sich der Wind ' auf das gesamte System der Vorrichtung, das durch die .sechs Sammelrohre 21 - 26 und die vier Verbindungskanäle 27 - 30 gebildet ist. . . .

Jk Gemäß Pig. 3 trägt die Grundplatte 32 den aus Dolomit-Teer oder einem anderen feuerfesten Material bestehenden Boden des Konverters. Er ist durch Öffnungen wie beispielsweise 35 durchdrungen, in die Kupferrohre, wie das mit 36 bezeichnete, eingesetzt "sind, die den metallischen Teil der Blasöffnung oder Windform bilden. Der untere Teil des Kupferrohrs 36 ist erweitert und bildet eine Art Trichter 37» der an der Grundplatte 32 angelötet ist. Darüberhinaus drückt der halbkugelförmige Kopf 43 des Injektors 42 den Trichter 37 derart gegen die Grundplatte 32, daß

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eine vollkommene Abdichtung erreicht wird. Wenn ungewollt ein Teil des unter Druck stehenden Windes in die äußere Umgebung des Rohrs 36 gelangt, wird dieser Wind durch den Abführkanal 38 abgezogen und kann somit nicht unter den Dolomitboden gelangen, indem er zwischen das Rohr 36 und die Platte 32 dringt.

Das Sammelrohr 21 ist bei 39 an der Grundplatte 32 angeschweißt. Dort, wo der Abführungskanal 38 eingesetzt wird, deckt man diesen mit etwas Schweiße 40 oder dergleichen ab (vgl. Pig. 3). ' ' ·|

Die Kammer 41 des Sammelrohres 21 enthält den Blaswind, der beispielsweise unter einem Druck von 13 bis 14 bar steht.

Der Injektor 42 ist ein Rotationskörper, der koaxial zur Achse des Kupferrohres 36 angeordnet ist. Der Injektor 42 durchdringt die Wandung des Sammelrohres 21, und seine Durcligangsstelle ist abgedichtet. Der halbkugelformige Kopf 43 des Injektors 42 ist in seiner Achse durchbohrt, wobei die Bohrung oben eine umgekehrte stumpfkegelige Erweiterung 44 aufweist, an die sich eine zylindrische Düse oder öffnung 45 anschließt, deren Durchmesser mindestens gleich dem Innendurchmesser des Sohres 36 ist. ™

Der Injektor 42 weist eine Inneiikammer 46 auf, in der eine Absperrvorrichtung, die aus einer Stange 47 mit einer Kugel 4-8 am oberen Ende besteht, verschiebbar angeordnet ist. Ih Blasstellung' nimmt die Schließetange 47 eine untere Lage ein. Die unter Druck stehende ^aiamer 41 des Sammelrohres 21 ist mit der Inneiikammer 46 des Injektors 42 unter Zwischenschaltung mehrerer öffnungen -wie 49 verbunden, die in der

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Wandung des Injektors 42 ausgebildet sind. Die Bohrung 45 •und das Rohr 36 werden auf-diese Weise mit unter Druck ; stehenden Wind gespeist.

Während der Lebensdauer des Bodens des Konverters kann es sich ereignen, daß eine derartige Düse oder Blasöffnung im Vergleich zu den anderen einen ungewöhnlich raschen Verschleii3 unterliegt und es daher zweckmässig ist, diese Blasöffnung außer Betrieb zu setzen. Hierfür .ist es ausreichend, die Schließstange 47 zu verschieben, bis die Kugel 48 zur Anlage an den unteren Teil der Öffnung 45 gelangt, wodurch die Verbindung zwischen dem Innenraum 46 des Injektors 42 und cer. aus Kupfer bestehenden .Rohr 36 unterbrochen wird. Die Düse oder Blasöffnung, mit der das Rohr 36 besetzt ist, wird sux diese V/eise außer Betrieb gesetzt, so da.3 kein weiterer Verschleißan dieser Blasöffnung auftreten kann. Die Bewegung der Schließstange kann beispielsweise dadurch herbeigeführt werden, daß man die Schließstange 47 in den Injektor 42 einschraubt oder andere geeignete Kittel angewendet -.."erden.

Die Abdichtung zwischen dem Injektor 42 und der SchlieO-stange 47 wird durch zwei Gummidichtungsringe 50 herbeigeführt.

Der Injektor 42 wird gewöhnlich während der gesamt r_ ~etriebsdauer des Fodens -nicht verschoben. Bei einer Beschädigung des Bodens zieht man die Injektoren 42 zurück, indem man sie an-ihrem Kopf 51 erfasst.

Somit bilden die Blascffnungen .bzw. die Düse, der Injektor und die Absperrvorrichtung e.'.ne ISr-gliche Anordnung von geringem wurclimesser und folglich von geringem Umfang, cc·

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daß die Anordnung sogar bei Systemen mit Düsen verwendbar istj die nahe beieinander stehen, wie es oft der Jail ist.

Eine Vorrichtung der beschriebenen Art läßt sich ohne weiteres auch bei sämtlichen Vorrichtungen anwenden, die eine Bohrbefestigung zu ähnlichen Zwecken aufweisen wie Reaktoren, Kondensatoren, Wärmeaustauschern, Injektoren oder dergleichen,

- Patentansprüche - ^: ■"■■-'.■■·■·■-.■. - 12 - .

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Claims

P a t' e η t a η s ·ρ r ü c h e

1. Vorrichtung zur Speisung der Blasöffnungen im Boden eines Konverters unter einem Druck von mehr als.3 bar mit einer unterteilten" Windsammeivorrichtung unterhalb der Blasöffnungen, dadurch gekennzeichnet , daß die Windsammelvorrichtung aus einer Vielzahl von kreisringförmigen Sammelrohren (21 - 26) in konzentrischer Anordnung besteht, jedes Sammelrohr unter Druck direkt unter der Grundplatte des Konverters gegenüber einem Abschnitt der Blasöffnungen angebracht sowie an jeder Blasöffnung von einem bewegbaren Injektor (42) mit einer Absperrvorrichtung (47_f 48) durchquert ist und die Achse des Injektors (42) und der Absperrvorrichtung (47» 48) mit' der der zugehörigen Blasöffnung zusammenfällt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß jede der Blasöffnungen des Bodens (34) aus einem metallischen Eohr (36) beispielsweise aus Kupfer, gebildet ist, jedes dieser Rohre (36) an der Basis in einem Trichter (37) endet, der an die den Boden (34) des Konverters tragende .Grundplatte (32) angelötet sein kann, und der Injektor (42) im oberen Teil in einem halbkugelförmigen Kopf (43) endet, der dichtend gegen die Innenwand des Tri_chters (37) gepresst wird, wenn der Injektor (42) gegen die Grundplatte (32) gedrückt ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlinjektor (42) in konzentrischer Lage zur Achse seines oberen Endes eine zylindrische Öffnung (45) aufweist, die

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nach, oben in einer Erweiterung (44) endet, derart, daß ; aufeinanderfolgende innere Händer oder Kanten des oberen Slides des Injektors (42) die Durchgangsöffnung des zylindrischen Teils, von dem die Gasdurchsatzmenge abhängt, nicht verändern.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch, gekennzei chnet, daß die Innenkammer (46) des Injektors (42), die die zylindrische Öffnung (45) speist, in Verbindung mit den Wind unter kontinuierlichem Druck enthaltenden Sammelrohren (21, 26) mittels'einer bestimmten Anzahl von Verbindungskanälen (27, 30) steht, deren Gesamtquerschnitt derart berechnet ist, daß die Gasmenge nicht beschränkt ist. "

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung (47, 48) des Injektors (42) ein massives, im Inneren des Injektors (42) angeordnetes Element ist, das oben in einer Kugel (48) endet, die durch Verschieben der Absperrvorrichtung (47, 48) gegen die zylindrische Öffnung (45) gedrückt werden kann, wenn die betreffende Blasöffnung außer Betrieb gesetzt werden soll.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Verschiebung der Absperrvorrichtung (47, 48) durchgeführt wird, inden letztere in den Injektor (42) eingeschraubt oder in anderer ..'eise eine steuerbare axiale Bewegung der Absperrvorrichtung (47, 48) herbeigeführt wird.

7. Vorrichtung: nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e '. ." - H -

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kennzeichnet, daß das metallische Rohr (36) auf seiner Außenfläche eine Verbindung mit einem Abfuhr ungs kanal (38) aufweist, der in der G-rundplatte (32) des Bodens (34) derart ausgebildet ist, daß bei Austritt von Wind am unteren Ende des Rohres (36) diese unter Druck stehende Verlustmenge nach außen abgeführt und nicht zwischen die G-rundplatte (36) und den Boden (34) geleitet wird.

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