HU217016B

HU217016B - Eljárás és készülék csapolt acél előrefolyó salak által előidézett szennyezésének elkerülésére billenőkonverterben

Info

Publication number: HU217016B
Application number: HU9402881A
Authority: HU
Inventors: Friedhelm Breier; Berthold Stilkerieg
Original assignee: Berthold Stilkerieg
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 1999-11-29
Also published as: WO1993020246A1; BR9306202A; EP0635071B1; PL172861B1; DE59301739D1; JP3252909B2; EP0635071A1; JPH07508070A; ES2085154T3; AU671447B2; HUT67839A; AU3887193A; ATE134708T1

Abstract

A találmány tárgya készülék csapőlt acél előrefőlyó salak általelőidézett szennyezésének elkerülésére billenőkőnverterben, amelykészülék révén a kőnverter csa- pőlónyílása lezárható, és amelynekhőálló anyagú záródűgója (8), ennek a billenőkőnverter belső őldala(9) felé néző őldalánál lévő hőmlőklemeze (2), valamint he-lyezőkészüléke van, amivel a záródűgó (8) a csapőlónyílásba (10)bevezethető és abban annak faláhőz nyőmódva defőrmálható; azáródűgónak (8) egy henger alakú, képlékeny magja (1) van, amit ahőmlőklemez (2) és egy alaplap (4) határől, amelyek egymáshőz képesteltőlhatóan vannak a helyezőkészülékkel összekötve. A találmányszerinti készüléket az jellemzi, hőgy a hőmlőklemez (2) a záródűgó (8)magján (1) átmenő tölcsércsatőrnába (5) átmenő módőn van kialakítva,tővábbá hőgy a hőmlőklemez (2) által befőgadőtt húzókörme (6) van. Atalálmány tárgya tővábbá eljárás acél salakmentes csapőlására atalálmány szerinti készülékkel. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás és készülék csapolt acél előrefolyó salak által előidézett szennyezésének elkerülésére billenőkonverterben. A készülék a billenőkonverter csapolónyílásának záródugóval történő lezárására szolgál. A készülék hőálló anyagú záródugóból, a billenőkonverter belső oldala felé eső, folyékony acél hatására megolvadó homloklemezből, valamint helyezőkészülékből áll. A helyezőkészülékkel a záródugó a csapolónyílásba bevezethető és abban annak falához nyomódva deformálható. A záródugónak van egy henger alakú, képlékeny magja, amit a homloklemez és egy alaplap határol. A homloklemez és az alaplap egymáshoz képest eltolhatóan van a helyezőkészülékkel összekötve.

A billenőkonvertereknél alkalmas helyen, a konverter falában, a fürdő szintje felett kiengedőnyílás, illetőleg csapolónyílás van, ami a folyékony acélt átvezeti a csapolóüstbe. A konvertert ürítés végett olyan helyzetbe billentik, hogy az acél a csapolónyíláson át az utána elhelyezett üstbe folyik. Mivel a fémolvadékon mindig úszik kisebb sűrűségű, különböző viszkozitású salak, ezért a billentési folyamat során kényszerű módon először a salak kerül a csapolónyílásba, és így kisebb vagy nagyobb mennyiségű előrefolyó salak jut a csapolóüstbe. Az oxigénben gazdag és gyakran foszforral vagy kénnel feldúsult salak jelenléte számos későbbi metallurgiai folyamatban hátrányos. Emiatt fennáll az a követelmény, hogy a konverteracélt lehetőség szerint salakmentesen lehessen a csapolóüstbe átvezetni. Ezt az ismert módon úgy valósítják meg, hogy a konverter csapolónyílását átmenetileg lezárják. Ismeretes egy sor készülék ennek a feladatnak az ellátására. Ezek a készülékek a csapolónyílást csak akkor teszik szabaddá, ha a salakot a billentési folyamat alatt a csapolónyílásnál elvezették. Zárószerkezetként különösen tolózáras készülékek ismeretesek, de ezek nem tudják megakadályozni, hogy előrefolyó salak kerüljön a csapolócsatornába, mivel a konverter külső falánál záródnak le. Emellett eddig különböző anyagokból, illetőleg anyagkombinációkból készült dugókat helyeztek el kívül a csapolónyílásban vagy hajtottak be a csapolónyílásba (lásd az AT-PS-355 070 számú és az AT-PS-257665 számú szabadalmat). Ismeretesek szálasanyagok kombinációi szilárd anyagokkal, képlékeny agyaganyagokkal, fadugókkal és kátrány dugókkal, vagy például lemezek kombinációi tűzálló anyagú réteggel, valamint adott esetben járulékos bevonás agyaganyaggal, továbbá a csapolónyílásban rögzíthető körmök (lásd az EP-A-0315311 számú, azUS-A-0877221 számú,a WO 90/06377 számú, US-A-4399986 számú és az EP-A-0 260 735 számú szabadalmi bejelentést).

A csapolónyílások technológiai okok miatt szükséges kúpos, illetőleg tölcsér alakú kialakítása és a tűzálló anyagnak az ezen a részen előrehaladó kopása következtében az ismert dugóknál az előrefolyó salak elleni védőfunkció egy idő után csökken vagy megszűnik, a folyamat ellenőrizhetetlen lesz, ami természetesen rendkívül hátrányos. Emiatt gyakran nagy mennyiségű előrefolyó salak kerül az üstbe. Végül a helyezőkészüléktől függően ezeknek a záródugóknak az alkalmazása komolyan veszélyezteti a kezelőszemélyzetet.

A DE, U, 88/05975 (Dl) számú használatiminta-leírás ismertet egy, a bevezetőben leírt jellegű készüléket a csapolónyílás lezárására. Hátrányos, hogy a folyékony acélnak először meg kell olvasztania a homloklemezt, és ezután még át kell haladnia a tömör magon és azt át kell öblítenie. Ez a rendelkezésre álló idő alatt általában nem sikerül vagy nem a szükséges biztonsággal sikerül. Ugyanez vonatkozik a DE, B, 2 549 728 számú szabadalmi iratra, amely szerint ugyan a homloklemez és az alaplap között van egy cső, de ezt a csövet kettős acél homloklemez és lemezgömbpalást zárja le a konverter belseje felé. A folyékony acél csak jelentős késéssel tud lefolyni, ha egyáltalán le tud folyni. A záródugót a csapolónyílásban nem lehet szétlapítani, hanem be kell ékelni. Az EP-A-0315311 számú szabadalmi bejelentés szerinti záródugó egészében ék alakú acéldugóból áll, és csak a szélein lévő tűzálló anyag tömíti a csapolónyíláshoz képest.

Találmányunk célja ezért a csapolónyílás használat következtében bekövetkezett változásait kiegyenlítő, egyszerűen kezelhető zárókészülék és eljárás, amely nagyobb mennyiségű előrefolyó konvertersalak átvezetését az üstbe megbízhatóan megakadályozza.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a készülékben a homloklemez egy tölcsércsatornába átmenő módon van kialakítva, ami a záródugón, illetőleg a magon átmegy, és úgy van kiképezve, hogy befogadja a homloklemezre ható húzókörmöt.

Az így kialakított készülék lehetővé teszi, hogy hengeres alakja révén a csapolónyílásba nehézségek nélkül betolható záródugó annyira be legyen tolva, hogy homloklemeze közelítőleg a konverter belső oldalával egy szintben helyezkedjen el, majd a húzóköröm húzásával rögzíthető legyen. Ekkor a húzókörmöt, és ezzel együtt a helyezőkészüléket nehézségek nélkül kívülről lehet működtetni, mert a homloklemez tölcsércsatomába megy át, ami a záródugón áthalad úgy, hogy a dugó a konverter belső oldalán, és nem annak külső falán van rögzítve. Ha a záródugó rögzítve van, akkor a homloklemez szinterelődik, és a csapolónyíláson sem salak, sem acél nem folyhat át. A konverter billenthető, és a folyékony acéllal bekövetkező érintkezéskor a homloklemez és a tölcsércsatoma is megolvad, és az acél a tölcsércsatomán át pontosan célzottan az üstbe folyhat. Mivel a záródugó többi része, a szélek kivételével, nem szinterelődött, ezért gyorsan és nehézségek nélkül kihordható, illetőleg kimosható. A kis mennyiségű dugóanyagnak az acél további feldolgozása szempontjából nincs jelentősége. A konverter különböző üzemmódjai és üzemeltetési feltételei még akkor sem gyakorolnak semmiféle negatív hatást a záródugó teljes működőképességére és záróhatására, ha a záródugó több órán át a csapolónyílásban van. Azzal, hogy a záródugó a konverter belsejébe menő átmeneti részen van elhelyezve, hatékonyan megakadályozza azt is, hogy a füvatási folyamat alatt salak hatoljon be a csapolónyílásba, ami újonnan felállított konvertereknél gyakran előfordul. Ezenkívül a záródugó tűzálló anyagában lévő állandó és időleges kötőanyagok megakadályozzák a maradék massza idő előtti szétesését. A konverter belső oldala felé képződő süveg eléggé stabil ahhoz, hogy a konverter billentésekor a salakot biztosan vezesse a csapolónyílás felett. Ez a süveg csak a ferrosztatikus nyomás megnövekedésekor törik be.

A záródugó előnyös módon homogén masszából készül, amelyben a henger alakú mag 3 mm-nél kisebb szemcseméretű tűzálló anyagból, kötőanyagból, folyósítószerből és képlékenyítőszerből áll.

A henger alakú mag alkalmas összetételben szilícium-, alumínium-, magnézium-oxid-, illetőleg -szilikátalapú anyagokból állhat. Tűzálló anyagként előnyös az alábbi összetételű keverék (tömegszázalékban):

alumínium-szilikát	20...40,
kötőagyag	20...40,
valamint		15
víz	0...30,
olaj	5...20,
képlékenyítőszer	0,1...3,
folyósítószer	0,1...2,
időleges kötőanyag	0,1...2,	20
állandó kötőanyag	0,1...5.
Ennek a tűzálló	anyagnak a sűrűsége

0,8.. .0,9 kg/dm³, és lényegesen könnyebb, mint az erre a célra alkalmazott szokványos anyagok.

Állandó kötőanyagként előnyös módon szilikátokat, időleges kötőanyagként cellulózanyagot, képlékenyítőszerként polielektrolitikus alkoholokat és folyósítószerként zsírsavakat alkalmazunk. így olyan anyagot hozunk létre, amely biztosítja, hogy a dugó deformáláskor a csapolónyílásban hatékonyan rögzítődik anélkül, hogy általános szinterelődés következne be. A maradék massza az acélgyártási technológiának megfelelő hőhatás esetén is védve van a bomlástól.

Az alkalmazott homloklemez hőálló anyagból készül, tölcsér alakú és a kisebb nyílás irányában dóm- 35 ború kiképzésű. A kisebb nyílás a tölcsércsatornába torkollik. Ez a tölcsércsatoma a záródugón át meg van hosszabbítva, és a záródugót összelapító helyezőkészülék vezetésére, valamint a csapolás pillanatában a kilépő öntéssugár központozására szolgál, hogy a ki- 40 folyó acélnál elkerüljük a szétfröccsenést. A tölcsércsatoma átmérője különböző lehet. A találmány szerinti kiviteli alaknál az átmérő 25...38 mm. A tölcsércsatoma keresztmetszetének alakja eltérhet a kör alaktól. 45

A tölcsércsatoma a találmány értelmében az alaplapon túl a helyezőkészülékbe átmenőén van kiképezve, hogy a húzókörmöt könnyebben be lehessen tolni.

A helyezőkészüléknek van egy, a maradék dugó vastagságát meghatározó, beállítható retesze, hogy így biz- 50 tosítva legyen a záródugó pontos helyezése a konverter belső terébe vezető átmeneti zónában.

A konverter biztonságtechnikailag magas színvonalú üzemeltetésére szolgáló eljárás során a dugót a konverter belső falának magasságáig bevezetjük a csa- 55 polónyílásba, majd az alsó oldal felől és egyidejűleg egy középső furaton át a felső oldal felől is annyira deformáljuk, hogy szorosan felfeküdjön a nyílás falára.

A dugó két oldalról történő deformálása biztosítja, hogy a megfelelő helyen valóban stabilan álljon. Emel- 60 lett így az is biztosítva van, hogy egyenletesen feküdjön fel a csapolónyílás nem mindig egyforma belső falára, ezzel a csapolónyílást hatékonyan lezáija, mégpedig a megmaradó középső furat kivételével. Ezen a középső furaton át azután a folyékony acél kiléphet, ahogyan ezt korábban már taglaltuk. A dugót a helyezőkészülék segítségével a középső füratot szabadon tartva szétlapítással helyezzük a konverter belső terébe vezető átmeneti zónában. Ennek az eljárásnak a révén és a helyezőkészülék segítségével a dugóra mindkét oldal felől egyenletesen lehet erőt kifejteni úgy, hogy biztosítva van a fentebb már említett egyenletes felfekvés a csapolónyílás belső falára. Ekkor elkeverjük a 20...40 tömeg% szigetelő alumínium-szilikátot, 20...40 tömeg% kötőagyagot, 0...30 tömeg% vizet, 5...20 tömeg% ásványolajat, 0,1...3 tömeg% képlékenyítőszert (polielektrolitikus alkoholokat), 0,1...2 tömeg% folyósítószert (zsírsavakat), 0,1...2 tömeg% időleges kötőanyagot (cellulózt), 0,1...5 tömeg% állandó kötőanyagot (szilikátokat). A keverék sűrűsége 0,8...0,9 kg/dm³. Ezt henger alakú testté alakítjuk, majd egy tölcsér alakú homloklemez tölcsércsatomájával átszúrjuk, ezt követően a helyezőkészülékre rátesszük és a csapolónyílásba behelyezzük és rögzítjük. Az így kialakított és behelyezett záródugó révén előnyös módon elérhetők a korábban vázolt jelentős előnyök, úgyhogy a szokványos konvertereknél és a már hosszabb ideje üzemeltetett konvertereknél is biztosítva van a folyékony acél mindig biztos és messzemenően salakmentes eltávolítása a konverterből.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra a záródugó egy kiviteli alakjának perspektivikus oldalnézete, a

2. ábra egy konverter metszete a csapolónyílásnál, betolt záródugóval (beillesztett helyezőkészülékkel), és a

3. ábra egy konverter metszete a csapolónyílásnál, behelyezett és szétlapított záródugóval.

Az ábrákon látható az előrefolyó salakot elzáró 8 záródugó. A 8 záródugónak henger alakú 1 magja van, és tűzálló anyagból készült. A 8 záródugónak a konverter belső oldalánál tölcsér alakú 2 homloklemeze van, ami a 8 záródugóban lévő 5 tölcsércsatomában folytatódik. A 8 záródugó tűzálló anyaga az ábrázolt kiviteli példánál 35 tömeg% alumínium-szilikátból, 35 tömeg% kötőagyagból, 20 tömeg% vízből, 6,5 tömeg% ásványolajból, 0,2 tömeg% képlékenyítőszerből, 0,3 tömeg% folyósítószerből, 0,5 tömeg% időleges kötőanyagból és 2,5 tömeg% állandó kötőanyagból áll. Állandó kötőanyagként szilikátokat, időleges kötőanyagként cellulózanyagokat, képlékenyítőszerként és folyósítószerként polielektrolitikus alkoholokat és zsírsavakat alkalmazunk. A záródugó sűrűsége 0,8... 0,9 kg/dm³.

A 2. ábrán látható a 8 záródugó bevezetése a 10 csapolónyílásba a helyezőkészülék segítségével. A 10 csapolónyílás átmérőjéhez hozzáigazított helyezőkészülék 4 alaplapja felfekszik a 2 homloklemezzel átellenes 7 oldalra.

HU 217 016 Β

A 2. ábrán látható, hogy az 5 tölcsércsatomán át a tölcsér fölé egy 6 húzóköröm van átvezetve, aminek először az a szerepe, hogy a 8 záródugót annak a 10 csapolónyílásban való végleges elhelyezéséig tartsa. A 8 záródugót a helyezőkészülék segítségével annyira vezetjük be a 10 csapolónyílásba, hogy lapító lemezfelülete, vagyis a 2 homloklemez felülete közel egy szintbe kerüljön a konverter belső 9 oldalával. A helyezőkészülék emelőkarrendszerével a 6 húzókörmöt a 2 homloklemezre húzzuk, és ezáltal a dugó anyagára nyomást fejtünk ki. A dugó anyaga annyira deformálódik, hogy a 10 csapolónyílás átmérőjét teljesen kitölti.

A 3. ábrán látható egy szétlapított 8 záródugó a 10 csapolónyílásban, valamint a 8 záródugó összenyomása után előálló 12 maradékdugó. Ennek vastagságát az adott konverter minden csapolónyílás-átmérőjénél állandóan betartjuk, úgyhogy a nyitási viszonyok reprodukálhatósága biztosítva van.

A csapolónyílás átmérőjének kitöltéséhez nem szükséges dugóanyagot a lapítólemez, illetőleg 2 homloklemez a 3. ábra szerint a 10 csapolónyílás falára sajtolja.

A konverter belső oldalán fennálló nagy sugárzási hő következtében a 2 homloklemez megolvad, és a tűzálló anyaggal szilárd süveggé szinterelődik (lásd a 3. ábrát). Ez a süveg kibírja a füvatási nyomást, valamint a fellépő rezgéseket és rázkódásokat. A többi tűzálló szigetelőanyag annyira szilárdul meg, hogy a csapolónyílásban stabilan megmarad, és nem szinterelődik össze a csapolónyílás falával. A szinterelődött süveg annyira stabil, hogy a konverter billentésekor az előrefolyó salakot biztosan vezeti a csapolónyílás felett, és csak a ferrosztatikus nyomás hatására törik be. A maradék dugóanyagot a kifolyó acél néhány másodpercen belül kihordja.

A kis anyagmennyiségek miatt csak kevés idegen rész kerül az itt nem ábrázolt csapolóüstbe. A 8 záródugó találmány szerinti kialakítása és alkalmazása még hosszú, két órát meghaladó fűtési idő feltételei között is biztosítja a záródugó működésének nagy biztonságát. 100...250 tonna befogadóképességű csapolóüstökben végzett salakszintmérések során 200 kísérleti esetben nem lehetett említésre méltó mennyiségű előrefolyó salakot kimutatni.

Claims

1. Készülék csapolt acél előrefolyó salak által előidézett szennyezésének elkerülésére billenőkonverterben, amely készülék révén a konverter csapolónyílása lezárható, és amelynek hőálló anyagú záródugója (8), ennek a billenőkonverter belső oldala (9) felé néző oldalánál lévő homloklemeze (2), valamint helyezőkészüléke van, amivel a záródugó (8) a csapolónyílásba (10) bevezethető és abban annak falához nyomódva deformálható; a záródugónak (8) egy henger alakú, képlékeny magja (1) van, amit a homloklemez (2) és egy alaplap (4) határol, amelyek egymáshoz képest el45 tolhatóan vannak a helyezőkészülékkel összekötve, azzal jellemezve, hogy a homloklemez (2) a záródugó (8) magján (1) átmenő tölcsércsatomába (5) átmenő módon van kialakítva, továbbá hogy a homloklemez (2) által befogadott húzókörme (6) van.

2. Az 1. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy 3 mm-nél kisebb szemcseméretű tűzálló anyagot, kötőanyagot, folyósítószert és képlékenyítőszert tartalmazó, henger alakú magja (1) van.

3. A 2. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a henger alakú mag (1) összetétele alumínium-szilikát kötőagyag valamint víz olaj képlékenyítőszer folyósítószer időleges kötőanyag állandó kötőanyag és a sűrűsége

20...40 tömeg%,

20.. .40 tömeg%,

0...30 tömeg%,

4. A 3. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az állandó kötőanyag szilikátokból, az időleges kötőanyag cellulózanyagokból, a képlékenyítőszer polielektrolitikus alkoholokból és a folyósitószer zsírsavakból áll.

5. Az 1. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a homloklemez (2) tölcsér alakú és a kisebbik nyílás irányában domború kiképzésű, és a kisebbik nyílás a tölcsércsatomába (5) torkollik.

5.. .20 tömeg%, 0,1...3 tömeg%, 0,1...2 tömeg%, 0,1...2 tömeg%, 0,1...5 tömeg%, 0,8...0,9 kg/dm³.

6. Az 5. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a tölcsércsatoma (5) az alaplapon (4) túlnyúlik, és átmegy a helyezőkészülékbe.

7. Az 1. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a tölcsércsatoma (5) átmérője a csapolónyílás 20 cm átmérője esetén 25...38 mm.

8. Eljárás konverteres acélgyártásnál az acél salakmentes csapolására, azzal jellemezve, hogy a záródugó (8) képlékeny anyagát 20...40 tömeg% szigetelő alumínium-szilikátból, 20...40 tömeg% kötőagyagból, 0...30 tömeg% vízből, 5...20 tömeg% ásványolajból, 0,1...3 tömeg% képlékenyítőszerből (polielektrolitikus alkoholokból), 0,1...2 tömeg% folyósítószerből (zsírsavakból), 0,1...2 tömeg% időleges kötőanyagból (cellulózból) és 0,1.. .5 tömeg% állandó kötőanyagból (szilikátokból) 0,8...0,9 kg/dm³ sűrűségű tűzálló anyaggá keverjük, henger alakú testté alakítjuk, majd egy tölcsér alakú lapítólemez tölcsércsatomájával (5) átszűrjük, ezt követően a helyezőkészülékre rátesszük, majd a képlékeny anyagú záródugót (8) a konverter belső falának magasságáig bevezetjük a csapolónyílásba (10), ezután az alsó oldal felől és egyidejűleg egy középső furaton át a felső oldal felől is egy helyezőkészülékkel annyira deformáljuk, hogy a záródugó (8) szorosan felfeküdjön a nyílás falára, majd a záródugót (8) a helyezőkészülék segítségével a rajta átmenő tölcsércsatomát (5) szabadon tartva szétlapítással a konverter belső terébe vezető átmeneti zónába helyezzük.