EP0407535A1 - Metallurgisches gefäss und anordnung desselben. - Google Patents

Metallurgisches gefäss und anordnung desselben.

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EP0407535A1
EP0407535A1 EP90901721A EP90901721A EP0407535A1 EP 0407535 A1 EP0407535 A1 EP 0407535A1 EP 90901721 A EP90901721 A EP 90901721A EP 90901721 A EP90901721 A EP 90901721A EP 0407535 A1 EP0407535 A1 EP 0407535A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vessel
metallurgical
rinsing
working position
metallurgical vessel
Prior art date
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Granted
Application number
EP90901721A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0407535B1 (de
Inventor
Fritz Hoedl
Josef Horak
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Veitsch Radex GmbH and Co OG
Original Assignee
Veitscher Magnesitwerke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Veitscher Magnesitwerke AG filed Critical Veitscher Magnesitwerke AG
Publication of EP0407535A1 publication Critical patent/EP0407535A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0407535B1 publication Critical patent/EP0407535B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/072—Treatment with gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters

Definitions

  • the invention relates to a metallurgical vessel with several in the
  • Groups of flushing injection elements arranged in the vessel wall, which can assume several working positions by rotating about a horizontal axis.
  • Each of these groups consists of at least one nozzle, at least one sink or the like.
  • a converter which can be rotated about a horizontal axis and which has two diametrically opposite nozzle groups in the side wall which can alternately be acted upon by air and oxygen. In the upright position of this converter, all of these groups of nozzles lie above the bath surface. When the wind is fresh, this converter is tilted alternately in both directions, whereby one group of nozzles is located below the surface of the bath. This nozzle group blows oxygen or oxygen-enriched air for freshening up through the bath, while atmospheric air is fed through the bath above the bath for post-combustion and cooling of the nozzles.
  • This known converter is a wind freshener that is only suitable for a single operation, namely freshening.
  • a converter which has a plurality of nozzles which in the working position are partly above and partly below the bath surface. Oxygen can be blown onto the bath when freshening up, while a fuel is injected into the bath from below together with oxygen and possibly with slag formers.
  • Such a converter is also only suitable for a single work process, namely refreshing.
  • the fresh steel must be brought to the desired final composition with regard to the alloying and accompanying elements or the gases dissolved in the liquid steel by means of a secondary metallurgical treatment in particular.
  • flushing gases but also solids, such as alloying agents, are introduced into the steel bath through nozzles put into operation under the bath.
  • the requirements for these nozzles, hereinafter referred to as flushing injection elements, are very different.
  • flushing injection elements For some treatment steps, such as the injection of solids with a flushing gas that acts as a blowing agent, separate vessels are required because the nozzles used for this purpose may only be below the surface of the bath for a short period of time.
  • each additional vessel means heat losses in the production of the steel and an extension of the production time.
  • the object of the present invention is to provide a metallurgical vessel for treating steel, in which the steel can be subjected to as many treatment steps as possible.
  • At least two groups of different flushing injection elements are provided for carrying out different, preferably secondary metallurgical process steps, such as flushing processes or the injection of solids, at least one of which is below the bath surface in each working position of the vessel.
  • At least one group of rinsing injection elements is preferably provided, which is attached in an area of the vessel wall that lies above the bath surface in a working position of the vessel, these rinsing injection elements being designed to be inactive. Not all rinsing injection elements can be designed in such a way that they can remain permanently under the surface of the bath. In operation, the procedure is therefore such that these sensitive rinsing injection elements only come to rest under the bath surface during their operation. The injected medium then simultaneously serves to cool these components. In the working position in which this group of flushing injection elements lies above the bath surface, these elements can be deactivated.
  • Vessel wall is always understood here to mean the entire boundary of the metallurgical vessel, including the bottom and side walls.
  • the vessel is essentially cylindrical and if it has a working position with a horizontal axis and a working position with a vertical axis. This enables a very simple construction of the vessel to be achieved. In this way, the processes taking place in the interior of the vessel can also be best determined by mathematical models. The mechanical loads on the vessel can also be best managed in this way.
  • a rinsing injection element is arranged in an area of the vessel wall which is in a working position above the bath surface, while in a different working position it is below the bath surface.
  • This flushing element can also be replaced during operation when the vessel is full.
  • This flushing element can be designed as a concentric annular gap nozzle. Concentric annular gap nozzles in particular are sensitive components that will be destroyed by the weld pool if no special measures are taken. In principle, it is possible to cool such nozzles with water, but this has the disadvantage that it removes heat from the weld pool, which has a negative effect on the quality of the steel produced.
  • annular gap nozzles are brought under the bath surface only if solids are to be injected into the bath by means of a carrier gas, they are sufficiently cooled by the carrier gas. All other process steps are carried out in a position of the vessel in which these annular gap nozzles are located above the bath surface.
  • the ratio of diameter to height of the vessel is between 0.5 and 3, preferably between 1 and 2. In experiments, these values have proven to be advantageous for the slenderness of the vessel.
  • the vessel is designed as an essentially cylindrical vessel, which is arranged pivotably about an axis parallel to the cylinder axis. In this way, several flushing injection elements can be distributed over the length of the vessel, whereby the occurrence of dead corners is reliably avoided.
  • the vessel is preferably designed as a pan for secondary metallurgical process steps for the production of steel and has a spout with a slide closure. A large number of secondary metallurgical process steps are required, particularly in the production of high-purity steels. The possibility of being able to carry out different method steps in one vessel has a particularly advantageous effect here.
  • melt can be drawn off in a much more controlled manner via a tapping than is possible when emptying converters via its filling opening.
  • slide closures have proven to be particularly favorable.
  • an additional heater with electrodes for generating arcs is provided.
  • the electrodes are inserted through the opening of the vessel from above.
  • three three-phase electrodes are used, which are arranged in an equilateral triangle.
  • the electrodes can also be arranged in a row. It is also possible to use several groups of three electrodes. These measures make it easy to set an optimal temperature profile even during longer treatment steps.
  • the invention further relates to an arrangement of the vessel described above in a vacuum bell.
  • This arrangement is characterized in that the walls of the vacuum bell are arranged outside the pivoting range of the vessel. It is sometimes beneficial to have process steps in steel making under reduced pressure. If the vessel according to the invention is arranged in a vacuum bell so that all working positions are possible, a particularly large area of use is covered.
  • the invention is explained in more detail below with reference to the schematic drawings. Show:
  • FIG. 1 shows an embodiment of a vessel according to the invention in cross section in the standing position
  • FIG. 2 shows the vessel shown in FIG. 1 in cross section in the lying position
  • FIG. 3 shows an arrangement of the vessel according to the invention in a vacuum bell
  • FIGS. 4a to 4c and 5a to 5c show two further embodiment variants of the invention in section
  • FIG. 6 shows a section through the embodiment variant of FIGS. 5a to 5c with additional heating
  • Fig. 7 is a section along line VII-VII in Fig. 6 and
  • Fig. 8 is a plan view of a further embodiment of the invention.
  • the essentially cylindrical vessel 1 is equipped on its outer surface with an annular gap nozzle 2 for injecting solids by means of a carrier gas.
  • a sink 3 is provided, through which a gas 8 can be blown.
  • a spout 4 provided with a slide closure is arranged in the bottom 7.
  • Vessel 1 is rotatably supported about a horizontal axis 5.
  • the vessel 1 has a steel jacket 10 in the usual way and is equipped on the inside with a plurality of lining layers 11, 12. In the standing position of the vessel 1 shown in FIG.
  • the bath surface 6b is below the axis 5.
  • a gas-solid suspension 9 can be blown into the bath through the annular gap nozzle 2. If necessary, it can also be rinsed through the sink 3.
  • the sink 3 and the spout 4 can, in contrast to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, be arranged reversed in terms of their position.
  • a substantially spherical vacuum bell 13 is provided, the diameter of which is larger than the greatest longitudinal extent of the vessel 1.
  • the vessel 1 is suspended in such a way that the axis 5 is approximately through the center of the ball runs.
  • a loading opening 14, a discharge opening 15 and a suction nozzle 16 are provided in the bell.
  • the secondary metallurgical process can, for example, proceed as follows when using the vessel according to the invention:
  • the vessel 1 In the standing position (FIG. 1), the vessel 1 is filled with the liquid charge and already subjected to, for example, a flushing process, for which purpose a flushing gas is introduced through a flushing element 3.
  • the vessel is then brought into a lying position (FIG. 2).
  • the annular gap nozzle 2 previously located above the bath surface 6a dips below the bath surface 6b and fine adjustments can be carried out on the metal bath, such as, for example, injecting granules or flushing in other solids at the same time Adding detergent for homogenization.
  • the vessel 1 is raised again for emptying via the spout 4.
  • the advantage of this vessel lies in the arrangement of the annular gap nozzle 2 in such a way that it lies outside the metal bath when not in use and can be used again and again. If necessary, it can be cooled by a gaseous medium in a manner which is practically easy to carry out, without having a significant influence on the metal bath.
  • a cylindrical vessel is shown in three working positions.
  • the vessel is rotatably supported about an axis 18 parallel to the vessel axis 17.
  • the loading opening 19 is directed upwards.
  • the spout 4 is then at the lowest point of the vessel; a group of nozzles 20 is arranged so that they are also in this position at about the lowest point of the vessel.
  • This group of nozzles 20 is located in all working positions of the vessel below the bath surface 22a, 22b and 22c.
  • this nozzle group 20 has an optimal position for performing purging processes, since the gas can flow in centrally at the lowest point.
  • operations can also be carried out by means of the nozzles 20.
  • Another group of nozzles 21 is arranged laterally in the vessel wall, so that it is located above the bath surface 22a and 22b in the positions shown in FIGS. 4a and 4b. Only in the position shown in FIG. 4c are these nozzles below the bath surface 22c, so that rinsing processes can then be carried out or solids can be injected.
  • the vessel shown in FIGS. 5a, 5b and 5c essentially corresponds to the vessel of FIGS. 4a, 4b and 4c with the exception of the arrangement of the nozzle groups 23 and 24.
  • the two nozzle groups 23 and 24 are symmetrical in the lower lateral areas of the vessel wall brought in.
  • both nozzle groups 23 and 24 lie below the bath surface 22a.
  • the nozzle group 24 lies above the bath surface 22b and in the working position shown in FIG. 5c, the nozzle group 23 lies above the bath surface 22c.
  • Electrodes 25 are inserted through the feed opening 19. This is
  • electrodes are suspended in a holder 26 and connected to a power supply device 27.
  • the three three-phase electrodes 25 are arranged in a row in the elongated vessel.
  • the electrode groups 28, 29 are each arranged in the form of an equilateral triangle.

Landscapes

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Description

Metallurgisches Gefäß und Anordnung desselben
Die Erfindung betrifft ein metallurgisches Gefäß mit mehreren in der
Gefäßwandung angeordneten Gruppen von Spül-Injektionselementen, welches durch Drehung um eine waagrechte Achse mehrere Arbeitsstellungen einnehmen kann. Jede dieser Gruppen besteht aus mindestens einer Düse, mindestens einem Spülstein oder dgl.
Aus der DE-C 901 543 ist ein Konverter bekannt, der um eine waagrechte Achse drehbar ist und der in der Seitenwandung zwei diametral gegenüberliegende, abwechselnd mit Luft und Sauerstoff beaufschlagbare Düsengruppen aufweist. In der aufrechten Stellung dieses Konverters liegen alle diese Düsengruppen oberhalb der Badoberfläche. Beim Windfrischen wird dieser Konverter abwechselnd in beide Richtungen geneigt, wodurch jeweils eine Düsengruppe unter die Badoberfläche zu liegen kommt. Durch diese Düsengruppe wird Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft zum Frischen durch das Bad geblasen, während durch die jeweils ober Bad liegende Düsengruppe atmosphärische Luft zur Nachverbrennung und zur Kühlung der Düsen zugeführt wird. Bei diesem bekannten Konverter handelt es sich um einen Windfrischkonverter, der nur für einen einzigen Arbeitsgang, nämlich das Frischen, geeignet ist.
Weiters ist aus der AT-B 377 006 ein Konverter bekannt, der eine Mehrzahl von Düsen aufweist, die in der Arbeitsstellung teilweise oberhalb und teilweise unterhalb der Badoberfläche liegen. Es kann dabei beim Frischen von oben Sauerstoff auf das Bad aufgeblasen werden, während von unten ein Brennstoff zusammen mit Sauerstoff und gegebenenfalls mit Schlackenbildnern in das Bad eingedüst wird. Auch ein solcher Konverter eignet sich nur für einen einzigen Arbeitsvorgang, nämlich das Frischen.
Der gefrischte Stahl muß jedoch durch eine insbesondere sekundärmetallurgische Behandlung auf die gewünschte Endzusammensetzung hinsichtlich der Legierungs- und Begleitelemente oder der im flüssigen Stahl gelösten Gase gebracht werden. Dazu werden durch unter Bad in Betrieb gesetzte Düsen Spülgase, aber auch Feststoffe, wie Legierungsmittel, in das Stahlbad eingeführt. Die Anforderungen an diese, im folgenden als Spül-Injektionselemente bezeichneten Düsen sind sehr unterschiedlich. So sind für manche Behandlungsschritte, wie z.B. das Eindüsen von Feststoffen mit einem als Treibmittel wirkenden Spülgas, eigene Gefäße erforderlich, da die dazu verwendeten Düsen nur kurz und während ihres Betriebes unter der Badoberfläche liegen dürfen. Gerade im Bereich der Sekundärmetallurgie ist es jedoch wünschenswert, die verschiedenen Arbeitsschritte in einer möglichst geringen Zahl von Reaktionsgefäßen ausführen zu können. Jedes zusätzliche Gefäß bedeutet neben dem erforderlichen Investitions- und Betriebsaufwand Wärmeverluste bei der Erzeugung des Stahls und eine Verlängerung der Produktionszeit. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein metallurgisches Gefäß zur Behandlung von Stahl zu schaffen, in dem der Stahl möglichst vielen Behandlungsschritten unterzogen werden kann.
Erfindungsgemäß sind zur Durchführung unterschiedlicher, vorzugsweise sekundärmetallurgischer Verfahrensschritte, wie Spülvorgänge oder das Eindüsen von Feststoffen, mindestens zwei Gruppen von unterschiedlichen Spül-Injektionselementen vorgesehen, von denen in jeder Arbeitsstellung des Gefäßes mindestens eine unter der Badoberfläche liegt.
Es liegt also in allen Arbeitsstellungen und bei normaler Füllung des Gefäßes stets eine Düsengruppe unterhalb der Badoberfläche. Dadurch können jederzeit die verschiedenen zur Herstellung des Stahles erforderlichen SpülVorgänge durchgeführt werden. Solche Spülvorgänge sind beispielsweise zur Homogenisierung des Gefäßinhalts vorgesehen. Auch während der Zugabe von Schlackenbildnern oder Desoxidationsmitteln zur Feinentschwefelung sowie zur Desoxidation wird durch gleichzeitige Spülmittelzugäbe eine Turbulenz im Bad erzeugt, wodurch der Reaktionsumsatz wesentlich verbessert wird. Weiters kann auch ein Entgasungsspülen vorgesehen sein. Neben dieser Gruppe von Spülelementen ist eine weitere Gruppe von Spül- Injektionselementen von unterschiedlichem Aufbau vorgesehen, die beispielsweise zum Eindüsen von Feststoffen ausgelegt sind. Vorzugsweise ist mindestens eine Gruppe von Spül- Injektionselementen vorgesehen, die in einem Bereich der Gefäßwandung angebracht ist, der in einer Arbeitsstellung des Gefäßes über der Badoberfläche liegt, wobei diese Spül-Injektionselemente inaktiv stellbar ausgebildet sind. Es können nicht alle Spül-Injektionselemente so ausgelegt sein, daß ein dauerndes Verbleiben unter der Badoberfläche möglich ist. Beim Betrieb wird daher so vorgegangen, daß diese empfindlichen Spül-Injektionselemente nur während ihres Betriebes unter die Badoberfläche zu liegen kommen. Das eingedüste Medium dient dann gleichzeitig zur Kühlung dieser Bauteile. In derjenigen Arbeitsstellung, in der diese Gruppe von Spül-Injektionselemente oberhalb der Badoberfläche liegt, können diese Elemente inaktiviert werden.
Günstig ist, wenn zwei Gruppen von Spül-Injektionselementen in Bereichen der Gefäßwandung angebracht sind, die einen Winkel von etwa 90c einschließen. Ein optimaler Wirkungsgrad von Gasspülungen wird erreicht, wenn das Gas vom tiefsten Punkt des Gefäßes aus in die Schmelze geblasen wird. Um dies für verschiedene Stellungen des Gefäßes zu erreichen, hat es sich am günstigsten herausgestellt, die verschiedenen Gruppen von Spül- Injektionselementen an Gefäßwänden anzubringen, die etwa einen rechten Winkel einschließen. Als Gefäßwandung wird hier stets die gesamte Begrenzung des metallurgischen Gefäßes einschließlich Boden und Seitenwänden verstanden.
Weiters ist vorteilhaft, wenn das Gefäß im wesentlichen zylindrisch ausgeführt ist, und wenn es eine Arbeitsstellung mit horizontaler Achse und eine Arbeitsstellung mit vertikaler Achse aufweist. Dadurch kann ein sehr einfacher Aufbau des Gefäßes erreicht werden. Auch sind die im Gefäßinneren ablaufenden Vorgänge auf diese Weise am günstigsten durch mathematische Modelle erfaßbar. Auch die mechanischen Belastungen des Gefäßes sind auf diese Weise am besten beherrschbar.
Nach einer besonderen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Spül-Injektionselement in einem Bereich der Gefäßwandung angeordnet ist, der sich in einer Arbeitsstellung über der Badoberfläche befindet, während er sich in einer anderen Arbeitsstellung unter der Badoberfläche befindet. Ein Vorteil dabei ist, daß dieses Spülelement auch während des Betriebes bei gefülltem Gefäß ausgewechselt werden kann. Dieses Spülelement kann dabei als konzentrische Ringspaltdüse ausgebildet sein. Gerade konzentrische Ringspaltdüsen sind empfindliche Bauteile, die vom Schmelzbad zerstört werden, wenn keine besonderen Maßnahmen getroffen werden. Im Prinzip ist es möglich, solche Düsen mit Wasser zu kühlen, was jedoch den Nachteil hat, daß dadurch dem Schmelzbad Wärme entzogen wird, was sich auf die Qualität des erzeugten Stahls negativ auswirkt. Werden jedoch diese Ringspaltdüsen nur dann unter die Badoberfläche gebracht, wenn durch sie mittels eines Trägergases Feststoffe in das Bad eingedüst werden sollen, so werden diese durch das Trägergas ausreichend gekühlt. Alle anderen Verfahrensschritte werden in einer Stellung des Gefäßes durchgeführt, in der sich diese Ringspaltdüsen oberhalb der Badoberfläche befinden.
Es ist günstig, wenn das Verhältnis Durchmesser zu Höhe des Gefäßes zwischen 0,5 und 3, vorzugsweise zwischen 1 und 2 beträgt. In Versuchen haben sich diese Werte für die Schlankheit des Gefäßes als vorteilhaft herausgestellt.
Nach einer anderen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, daß es als im wesentlichen zylindrisches Gefäß ausgeführt ist, das um eine zur Zylinderachse parallele Achse schwenkbar angeordnet ist. Auf diese Weise können mehrere Spül-Injektionselemente über die Länge des Gefäßes verteilt werden, wodurch ein Auftreten von toten Ecken zuverlässig vermieden wird. Vorzugsweise ist das Gefäß als Pfanne für sekundärmetallurgische Verfahrensschritte zur Herstellung von Stahl ausgebildet und weist einen Ausguß mit einem Schieberverschluß auf. Gerade bei der Herstellung von hochreinen Stählen ist eine Vielzahl sekundärmetallurgischer Verfahrensschritte erforderlich. Hier wirkt sich die Möglichkeit, verschiedene Verfahrensschritte in einem Gefäß durchführen zu können, besonders vorteilhaft aus. Für den praktischen Betrieb ist es sehr günstig, ein solches Gefäß als Pfanne auszuführen, da die Schmelze über einen Abstich wesentlich kontrollierter abgezogen werden kann, als dies beim Ableeren von Konvertern über ihre Füllöffnung möglich ist. Als besonders günstig haben sich in diesem Zusammenhang Schieberverschlüsse herausgestellt.
Nach einer besonderen Ausführungsvariante der Erfindung ist eine Zusatzheizung mit Elektroden zur Erzeugung von Lichtbögen vorgesehen. Die Elektroden werden dabei durch die Öffnung des Gefäßes von oben eingeführt. Üblicherweise werden drei Drehstromelektroden verwendet, die in einem gleichseitigen Dreieck angeordnet sind. Bei einem länglichen Gefäß können die Elektroden auch in einer Reihe angeordnet sein. Es ist auch möglich, mehrere Dreiergruppen von Elektroden einzusetzen. Durch diese Maßnahmen ist das Einstellen eines optimalen Temperaturverlaufs auch während länger dauernder Behandlungsschritte leicht möglich.
Weiters betrifft die Erfindung eine Anordnung des oben beschriebenen Gefäßes in einer Vakuumglocke. Diese Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Vakuumglocke außerhalb des Schwenkbereichs des Gefäßes angeordnet sind. Es ist bisweilen günstig, Verfahrensschritte bei der Stahlherstellung unter vermindertem Druck ablaufen zu lassen. Wird das erfindungsgemäße Gefäß so in einer Vakuumglocke angeordnet, daß alle Arbeitsstellungen möglich sind, so wird ein besonders großer Einsatzbereich abgedeckt. Im folgenden wird die Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gefäßes im Querschnitt in stehender Stellung, Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Gefäß im Querschnitt in liegender Stellung,
Fig.. 3 eine Anordnung des erfindungsgemäßen Gefäßes in einer Vakuumglocke, Fig. 4a bis 4c sowie 5a bis 5c zwei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung im Schnitt, Fig. 6 einen Schnitt durch die AusführungsVariante der Fig. 5a bis 5c mit Zusatzbeheizung, Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 6 und
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung.
Das im wesentlichen zylindrische Gefäß 1 ist an seiner Mantelfläche mit einer Ringspaltdüse 2 zum Eindüsen von Feststoffen mittels eines Trägergases ausgestattet. Im Boden 7 des Gefäßes 1 ist ein Spülstein 3 vorgesehen, durch den ein Gas 8 eingeblasen werden kann. Weiters ist ein mit einem Schieberverschluß versehener Ausguß 4 im Boden 7 angeordnet. Das
Gefäß 1 ist um eine horizontale Achse 5 drehbar gelagert. Das Gefäß 1 weist in üblicher Weise einen Stahlmantel 10 auf und ist innen mit mehreren Ausmauerungsschichten 11, 12 ausgestattet. In der in Fig. 1 dargestellten stehenden Stellung des Gefäßes 1 befindet sich die
Badoberfläche 6a unterhalb der Ringspaltdüse 2.
In der in Fig. 2 dargestellten liegenden Stellung des Gefäßes 1 befindet sich die Badoberfläche 6b unterhalb der Achse 5. Durch die Ringspaltdüse 2 kann eine Gas-Feststoffsuspension 9 in das Bad eingeblasen werden. Bei Bedarf kann auch durch den Spülstein 3 gespült werden.
Der Spülstein 3 und der Ausguß 4 können, zum Unterschied von dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, hinsichtlich ihrer Lage auch vertauscht angeordnet sein. Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung des Gefäßes 1 ist eine im wesentlichen kugelförmige Vakuumglocke 13 vorgesehen, deren Durchmesser größer ist, als die größte Längenausdehnung des Gefäßes 1. In der Glocke 13 ist das Gefäß 1 so aufgehängt, daß die Achse 5 etwa durch den Mittelpunkt der Kugel verläuft. In der Glocke ist eine Beschickungsöffnung 14, eine Abzugsöffnung 15 und ein Saugstutzen 16 vorgesehen.
Das sekundärmetallurgische Verfahren kann bei Verwendung des erfindungsgemäßen Gefäßes beispielsweise folgendermaßen ablaufen:
In stehender Position (Fig. 1) wird das Gefäß 1 mit der flüssigen Charge gefüllt und bereits beispielsweise einem Spülprozeß unterworfen, wozu durch ein Spülelement 3 ein Spülgas eingeführt wird.
Anschließend wird das Gefäß in liegende Stellung (Fig. 2} gebracht. Hierbei taucht die vorher über der Badoberfläche 6a befindliche Ringspaltdüse 2 unter die Badoberfläche 6b und es können Feineinstellungen am Metallbad durchgeführt werden, wie z.B. Eindüsen von Granalien oder Einspülen von anderen Feststoffen unter gleichzeitiger Spülmittelzugabe zur Homogenisierung.
Zur Entleerung über den Ausguß 4 wird das Gefäß 1 wieder hochgestellt. Der Vorteil dieses Gefäßes liegt in der Anordnung der Ringspaltdüse 2 in der Weise, daß diese bei Nichtbenutzung außerhalb des Metallbades liegt und immer wieder verwendbar ist. Im Bedarfsfall kann sie durch ein gasförmiges Medium in praktisch leicht durchführbarer Weise gekühlt werden, ohne daß hierbei ein wesentlicher Einfluß auf das Metallbad ausgeübt wird.
In den Fig. 4a, 4b und 4c ist ein zylindrisches Gefäß in drei ArbeitsStellungen dargestellt. Das Gefäß ist um eine zur Gefäßachse 17 parallele Achse 18 drehbar gelagert. Bei der in Fig. 4a dargestellten Stellung des Gefäßes ist die Beschickungsöffnung 19 nach oben gerichtet. Der Ausguß 4 befindet sich dann auf der tiefsten Stelle des Gefäßes; eine Gruppe von Düsen 20 ist so angeordnet, daß sie sich in dieser Stellung auch etwa an der tiefsten Stelle des Gefäßes befinden. Diese Gruppe von Düsen 20 befindet sich in allen Arbeitsstellungen des Gefäßes unterhalb der Badoberfäche 22a, 22b bzw. 22c. Diese Düsengruppe 20 hat in der in Fig. 4a dargestellten Stellung des Gefäßes eine optimale Position für das Durchführen von SpülVorgängen, da das Gas an der tiefsten Stelle zentral einströmen kann. Auch in den in Fig. 4b und 4c dargestellten Stellungen können Arbeitsvorgänge mittels der Düsen 20 durchgeführt werden. Eine weitere Düsengruppe 21 ist seitlich in der Gefäßwandung angeordnet, so daß sie sich in den in den Fig. 4a und 4b dargestellten Stellungen oberhalb der Badoberfläche 22a und 22b befindet. Nur in der in Fig. 4c dargestellten Stellung befinden sich diese Düsen unterhalb der Badoberfläche 22c, so daß dann SpülVorgänge durchgeführt oder Feststoffe eingedüst werden können.
Das in den Fig. 5a, 5b und 5c dargestellte Gefäß entspricht im wesentlichen dem Gefäß der Fig. 4a, 4b und 4c mit Ausnahme der Anordnung der Düsengruppen 23 und 24. Die beiden Düsengruppen 23 und 24 sind symmetrisch in den seitlichen unteren Bereichen der Gefäßwandung eingebracht. In der in Fig. 5a dargestellten Stellung des Gefäßes, bei der die Beschickungsöffnung 19 nach oben gerichtet ist, liegen beide Düsengruppen 23 und 24 unterhalb der Badoberfläche 22a. Bei der in Fig. 5b dargestellten Stellung liegt die Düsengruppe 24 oberhalb der Badoberfläche 22b und bei der in Fig. 5c dargestellten Arbeitsstellung liegt die Düsengruppe 23 oberhalb der Badoberfläche 22c. Bei der in Fig. 5a dargestellten Stellung ist ein optimaler Spülbetrieb möglich, wenn sowohl die Düsengruppe 23 als auch die Düsengruppe 24 in Betrieb ist. In der Stellung 5b befindet sich die Düsengruppe 23 in optimaler Arbeitspostion, während sich in der Fig. 5c die Düsengruppe 24 optimal etwa am tiefsten Punkt des Gefäßes befindet. In den Fig. 6 und 7 ist das Gefäß der Fig. 5a dargestellt, wobei
Elektroden 25 durch die Beschickungsöffnung 19 eingeführt sind. Diese
Elektroden sind, wie dies bekannt ist, in einer Halterung 26 aufgehängt und mit einer Stromversorgungseinrichtung 27 verbunden. In dem länglichen Gefäß sind die drei Drehstromelektroden 25 in einer Reihe angeordnet.
Um die Belastung der einzelnen Phasen möglichst gleichmäßig zu gestalten, ist es besonders günstig, wenn die Elektrodengruppen 28, 29 jeweils in Form eines gleichseitigem Dreiecks angeordnet sind.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Gefäß sind daher zwei Dreiergruppen von Elektroden 28 und 29 vorgesehen, die diese Bedingung erfüllen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Metallurgisches Gefäß mit mehreren in der Gefäßwandung angeordneten Gruppen von Spül-Injektionselementen, welches durch Drehung um eine waagrechte Achse mehrere Arbeitsstellungen einnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung unterschiedlicher, vorzugsweise sekundärmetallurgischer Verfahrensschritte, wie Spülvorgänge oder das Eindüsen von Feststoffen, mindestens zwei Gruppen von unterschiedlichen Spül-Injektionselementen (2, 3; 20, 21; 23, 24) vorgesehen sind, von denen in jeder Arbeitsstellung des Gefäßes mindestens eine unter der Badoberfläche liegt.
2. Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Gruppe von Spül-Injektionselementen (2, 3; 20, 21; 23, 24) vorgesehen ist, die in einem Bereich der Gefäßwandung angebracht ist, der in einer Arbeitsstellung des Gefäßes über der Badoberfläche (6a; 22b) liegt, wobei diese Spül-Injektionselemente (2; 21; 24) inaktiv stellbar ausgebildet sind.
3. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von Spül-Injektionselementen (2, 3; 20, 21; 23, 24) in Bereichen der Gefäßwandung angebracht sind, die einen Winkel von etwa 90° einschließen.
4. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als im wesentlichen zylindrisches Gefäß (1) ausgeführt ist und daß es eine Arbeitsstellung mit horizontaler Achse und eine Arbeitsstellung mit vertikaler Achse aufweist. 5. Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spül-Injektionselement (2) in einem Bereich der Gefäßwandung angeordnet ist, der sich in einer Arbeitsstellung über der Badoberflache (6a) befindet, während er sich in einer anderen Arbeitsstellung unter der Badoberfläche (6b) befindet. 6. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Spül-Injektionselement (2) als konzentrische Ringspaltdüse ausgebildet ist.
1. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Durchmesser zu Höhe des Gefäßes (1) zwischen 0,5 und 3, vorzugsweise zwischen 1 und 2 beträgt.
8. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als im wesentlichen zylindrisches Gefäß ausgeführt ist, das um eine zur Zylinderachse (17) parallele Achse (18) schwenkbar angeordnet ist. 9. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es als Pfanne für sekundärmetallurgische Verfahrensschritte zur Herstellung von Stahl ausgebildet ist und einen Ausguß (4) mit einem Schieberverschluß aufweist. 10. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzbeheizung mit Elektroden (25; 28, 29) zur Erzeugung von Lichtbögen vorgesehen ist.
11. Anordnung eines metallurgischen Gefäßes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in einer Vakuumglocke (13), dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Vakuumglocke (13) außerhalb des Schwenkbereiches des Gefäßes (1) angeordnet sind.
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