NL8500826A - Inrichting voor het vullen van poeders en/of korrelvormige materialen of mengsels. - Google Patents

Description

NL 32744 Kp/ed - 1 - ..................................

* ' Λ

Inrichting voor het vullen van poeders en/of korrelvormige materialen of mengsels.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het vullen van poeders en/of korrelvormige materialen, of mengsels, in het bijzonder voor de toevoer van legerings-of behandelingsmaterialen in de metaalsmelten, welke inrich-5 ting is voorzien van een tank en een vuleenheid.

Bekend is, dat bij het op de voet volgen van de ontwikkeling van de metallurgische technologieën en de inspanningen, die zijn getroost voor het opvoeren van de dimensies, capaciteit en specifieke output van de metallurgische inrich-10 tingen diverse staalbehandelingsprocessen buiten de smelteen-heid zijn ontwikkeld tijdens het laatste decennium. Deze processen zijn in de eerste plaats toegepast voor de deoxidatie en ontzwaveling van stalen.

De gedachte om poeders in een metaalsmelt te intro-15 duceren kwam naar voren door de poging om materialen te besparen en het proces efficiënter uit te voeren, waarbij bepaalde technologische werkzaamheden alleen op die manier in de praktijk kunnen worden uitgevoerd.

Injektiesystemen worden toegepast voor de introduk-20 tie van dergelijke poedervormige of korrelvormige materialen in de metaalsmelt.

Diverse verschillende typen injektiesystemen bestaan thans in de wereld, welke echter kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdsystemen op grond van een werkingsprincipe. Eén 25 van hen is de mechanische vulling, de andere het zogenoemde fluïdisatiesysteem.

Het belangrijkste gedeelte van de fluïdisatiesyste-men, funktionerend volgens het principe van de korrelsuspensie is de zogenaamde fluïdisatietank, waarin de strikt gerang-30 schikte materialen of reagentia binnen een zeer nauw deeltjes-groottetrajekt van 0,32-0,63 mm fluctueren, worden gefluïdi-seerd na inductie, waarna zij worden geïntroduceerd met dragergas via een pijpsysteem en lans, bedekt met vlambesten-dig materiaal, in de metaalsmelt.

35 Een ernstig nadeel van de systemen, die volgens dit principe werken, is dat de korrelgrootte van de poeders slechts binnen een nauwkeurig bepaald en zeer nauw gebied kan variëren, 8500326 * - 2 - waardoor de prijs van de reagentia aanzienlijk toeneemt.

Een ander nadeel van het systeem is, dat zijn output onder gegeven omstandigheden niet kan worden beheerst. Afgezien hiervan zijn de poederinjektiesysternen, die volgens het 5 gegeven werkingsprincipe funktioneren, in het algemeen niet geschikt voor de injektie van mengsels van verschillende materialen.

In geval van systemen, die volgens het mechanische principe werken, is de injektiesnelheid variabel met de mecha-10 nische vulinrichting, - in het algemeen een roterende plaat -die in het systeem is ingebouwd. Dit systeem is minder gevoelig voor de korrelgrootte, maar zijn nadeel is, dat tengevolge van het mechanische werkingsprincipe de constructie van het vulsysteem zeer ingewikkeld is en zijn veiligheid onder be-15 drijfsomstandigheden onbevredigend is. Dit systeem dient vaak te worden gerepareerd en onderhouden.

Het doel van de uitvinding is-een inrichting voor het vullen van poeders of korrelvormige materialen, zelfs in geval van niet homogene korrelgrootte, in het bijzonder bij 20 eventueel variabele output.

Het doel van de uitvinding wordt verwezenlijkt door een inrichting, die is voorzien van een tank en een vuleenheid, waarbij de tank is voorzien van een in doorsnede afnemend, bij voorkeur konisch lager gelegen deel, waarbij tenminste één 25 nozzel en één ejecteur boven de nozzel zijn aangebracht op de bodem van dit deel, terwijl de nozzel, of nozzels is/zijn verbonden met een dragergaspijp en de ejecteur met een mengsel-transportpijp.

De in de vuleenheid toegepaste ejecteur is ge-30 woonlijk een tweetraps-ejecteur, terwijl een in doorsnede afnemende, bij voorkeur konische leihopper is aangebracht in het lagere deel van de tank, waarvan het bovenste deel is bedekt met een metaalzeef of geperforeerde plaat. De leihopper kan in verbinding staan met een vibrator.

35 De tank van de inrichting volgens de uitvinding is in het gegeven geval voorzien van een ingebouwde balans, bij voorkeur een elektrische balans.

Volgens een geschikte constructie van de inrichting volgens de uitvinding is de tank verbonden met tenminste één 8500825 _ 2 _ .....«Μ·*" mengbunker, waarin roterende mengbladen zijn aangebracht.

De mengbunkers of de tank is bij voorkeur verbonden met vulcontainers en deze met afzonderlijke vuleenheden. De vuleenheden zijn op geschikte wijze verbonden met de controle-5 balans.

Wanneer de inrichting volgens de uitvinding wordt gebruikt voor de toevoer van legerings- of behandelingsmate-rialen aan de metaalsmelten is de mengseltransportpijp bij voorkeur verbonden met een blaaslans. De blaaslans bestaat 10 uit een buitenpijp, die de transportpijp omgeeft, een buigzame vlambestendige laag, die de buitenpijp omgeeft, een vlambesten-dige laag en een uitwendige isolatiebuis. Bij voorkeur is een koelkoker gevormd tussen de transportpijp en de buitenpijp.

De inrichting volgens de uitvinding heeft diverse 15 voordelen vergeleken met de bekende oplossingen.

De injektietank maakt de beheersing van de injektie-intensiviteit binnen een ruim trajekt (10-140 kg/min) mogelijk als resultaat van de vibratieoplossing en toepassing van de nozzels, die bij variabele stromingssnelheid werken.

20 Een fundamenteel voordeel van de oplossing is dat het trajekt van de korrelgrootte, die met de inrichting wordt geïnjekteerd, ligt tussen 0,01 en 4 mm. Als resultaat kunnen de toegepaste materialen bij veel lagere maalkosten worden geproduceerd dan die welke nodig zijn voor de inrichting, die 25 werken binnen een extreem nauw korrelgroottegebied. Deze molens zijn derhalve eenvoudiger en natuurlijk minder duur, terwijl het materiaal verkregen kan worden met minder manipulatie.

Verschillende dragergassen kunnen worden gebruikt voor het bedrijven van het systeem, zoals zuurstof, stikstof 30 en argon. Op die manier kan het toepassingsgebied van de inrichting volgens de uitvinding aanzienlijk worden uitgebreid.

Een ander voordeel van de uitvinding is, dat poeder-mengsels van verschillende samenstelling bestaande uit meer-componentmaterialen van verschillende dichtheid en soortelijk 35 gewicht met de inrichtingen kunnen worden gevuld. Zo kan dus de toevoer van behandelings- of legeringselementen in de me-taalsmelt altijd plaatsvinden onder toepassing van een materiaal met verschillende samenstelling. Tegelijkertijd wordt de extreem kostbare produktie van de verschillende basislegerin- 8500326 • - 4 - gen overbodig.

De blaaslans, die is aangesloten op de inrichting, is bestand tegen overmatige mechanische en warmte-invloeden, waardoor de toepassing van ongebruikelijke lange behandelingen 5 van 40-50 min zonder risiko voor gebreken mogelijk wordt, terwijl de lans bovendien zelfs geschikt is voor behandelingen, die plaatsvinden reeds tijdens het aftappen.

Een ander significant voordeel van de inrichting volgens de uitvinding is, dat deze geschikt is voor de snelle 10 en uitstekende uitvoering van verschillende technologische bewerkingen, voor het intensiveren van het proces en derhalve voor het opvoeren van de specifieke output van de verschillende inrichtingen, bijvoorbeeld metallurgische inrichtingen.

Bovendien maakt de inrichting de efficiënte toepas-15 sing van de vulmetalen en de poedervormige of ontlede delen van de deoxidatie en legeringsmaterialen mogelijk.

Met het oog op het voorgaande kan door toepassing van de inrichting volgens de uitvinding een aanzienlijke materiaal- en energiebesparing worden verkregen, waarbij de nauw-20 keurigheid van de vlam van het staalproduktieproces kan worden verbeterd naast verhoging van de efficiëntie van de produktie.

De nieuwe aspekten van de uitvinding zijn uiteengezet in de volgende voorbeelden in samenhang met de bijgaande tekeningen, waarin: 25 fig. 1 een schema is van één van de constructies van de inrichting volgens de uitvinding; fig. 2 een doorsnede van een sectie van de tank voorstelt.

Fig. 1 toont de inrichting, die geschikt is voor de 30 toevoer van legerings- of behandelingsmaterialen in de metaal-smelt. De inrichting bestaat uit vulcontainers 1, mengbunkers 2 en tank 3. Het schema van de tank 3 is afgeheeld in fig. 2. De tank 3 heeft een cilindervormig bovengedeelte 4 en een ko-nisch lager gedeelte 5. Bovenop is een deksel 6 aangebracht, 35 dat geopend kan worden.

De tank 3 is gemonteerd op een standaard 7. Elektronische balansen 8 zijn aangebracht op de standaard 7, ondersteund door consoles 9, die zijn vastgemaakt aan de zijwand van de tank 3.

8500826

Een konische leihopper 10 is onaxiaal met de tank 3 in het konische onderste deel 5 binnenin de tank 3 aangebracht. De leihopper 10 is verbonden met een vibrator (gemakshalve niet afgebeeld), die de vibratie van de leihopper met variabe-5 le frequentie mogelijk maakt. Het bovenste deel van de leihopper 10 is bedekt met een metaalzeef 11. Teneinde het wegvloeien van materiaal te voorkomen is tussen de bovenste en onderste flenzen van de leihopper 10 en de wand van de tank 33 een elastische begrenzer aangebracht.

10 Een verticaal naar boven uitstrekkende nozzel 12 is op de bodem van de tank 3 aangebracht. Een dubbele ejecteur 13 is aangebracht boven de nozzel, die is verbonden met de meng-seltransportpijp 14.

De nozzel 12 is via pijpleiding 15 verbonden met een 15 centrale gaspijp of met een batterij gasflessen.

Blaaslansen 17 zijn aangebracht in kleminrichtingen 16 aan de uiteinden van de mengseltransportpijp 14. Met behulp hiervan wordt het mengsel in de metaalsmelt geïntroduceerd.

Het inwendige deel van de blaaslans 17 wordt gevormd 20 door twee concentrische staalpijpen: een transportpijp voorzien van ribben aan zijn buitenmantel en een buitenpijp. Deze ribben tussen de transportpijp en de buitenpijp waarborgen ten dele de juiste mechanische sterkte van de constructie en ten dele vormen zij een koelkanaal indien zulks nodig is.

25 Het uitwendige deel van de blaaslans 17 bestaat uit drie lagen; een elastische laag op de buitenpijp (bijvoorbeeld kan dat zijn een asbeststrook, die om de pijp is gewonden), een vlambestendige laag (geschikt gemaakt uit zelfhardende vuurbestendige vloeibare massa) en uitwendige schuifpijp ge-30 maakt uit vuurvast materiaal.

De aldus geconstrueerde blaaslans 17 kan een temperatuur zelfs boven 1800 Kelvin gedurende 40-50 min doorstaan zonder verlies van zijn vlambestendigheid en thermodure capaciteit. Tegelijkertijd is de lans mechanisch bestand tegen om-35 standigheden, waaraan die wordt blootgesteld bij intensieve beweging van het staal tijdens het inblazen.

De werking van de inrichting volgens de uitvinding is als volgt:

De poedervormige of korrelvormige legerings- of be- 8500826 - 6 - handelingsraaterialen worden één voor één overgebracht in de vulcontainers 1. De vulcontainers 1 zijn met voordeel zodanig gevormd, dat zij automatisch opengaan wanneer zij worden vastgemaakt aan de vulplaatsen 23, terwijl de toegelaten hoeveel-5 heid materiaal automatisch wordt bepaald door de balans, die in de vulplaatsen 23 is ingebouwd. Het toegelaten materiaal komt terecht in de mengbunkers 2 waar een homogeen mengsel wordt verkregen met behulp van de mengbladen.

Wanneer er twee tot drie typen materialen worden ge-10 bruikt is de toepassing van één mengbunker 2 voldoende, maar wanneer echter verschillende typen materialen in de vorm van een homogeen mengsel gewenst zijn dan is de toepassing van twee of meer mengbunkers 2 vereist, aangezien het aantal vulcontainers 1, die met de mengbunker 2 kunnen worden verbonden, 15 beperkt is.Indien verscheidene mengbunkers 2 worden gebruikt is het raadzaam het mengsel te homogeniseren met een verdere mengbunker 2 voorafgaande aan het overbrengen in de tank 3.

De mengbunkers 2 of één van deze is op geschikte wijze vastgemaakt op de tank 3. Het mengsel wordt in de tank 20 3 geïntroduceerd via een klep of sluis, terwijl de tank 3 na toevoeging hermetisch is afgesloten.

Het homogene mengsel kan worden gevormd en in de tank 3 worden overgebracht door de toepassing van andere middelen.

25 De toevoeging van de vereiste hoeveelheid wordt ge controleerd door elektronische balansen 8, die op de standaard 7 zijn aangebracht. Wanneer de hoeveelheid materiaal op de me-taalzeef 11 adequaat is kan met het vullen worden begonnen.

Dit betekent, dat de vibrator, die op de leihopper 10 aansluit, 30 wordt geactiveerd als resultaat waarvan het mengsel passeert door de openingen van de metaalzeef 11 en terechtkomt in de leihopper 10, waarvandaan onder invloed van het gas, dat afkomstig is van de nozzel 12, door de ejecteur 13 gelijkmatig in het dragergas wordt verdeeld.

35 In geval van de constructie zoals afgeheeld in fig. 1 komt het mengsel tezamen met het dragergas terecht in de blaaslansen 17 en vandaar in het metaalbad.

De inrichting volgens de uitvinding heeft veel voordelen vergeleken met het voormalig vullen van poeders in me- 3500826 taalsmelten.

Allereerst is het vermalen tot homogene korrelgroot-te niet meer nodig voor een precieze toevoeging en voor een betrouwbaar transport van het materiaal, hetgeen betekent, dat 5 de produktie van de poeders aanzienlijk goedkoper en eenvoudiger is.

Aangezien de korrelgrootteverdeling van de toegevoegde poeders in het algemeen niet homogeen is bevat het poeder relatief grote korrels met intensieve kinetische energie, die 10 de pijpleidingen op praktische wijze kunnen schoonmaken en een eventuele verstopping kunnen voorkomen of opheffen.

Toepassing van de methode maakt snelle en volledige uitvoering van diverse technologische werkzaamheden mogelijk, waaronder intensiveren van het proces en dientengevolge de 15 toename van de specifieke output van metallurgische inrichtingen.

Met de inrichting volgens de uitvinding kunnen poeders en ontlede delen, ontstaan tijdens transport en opslag van de diverse materialen, aanzienlijk beter worden benut dan 20 voorheen.

Door de nauwkeurige en betrouwbare toevoeging en produktie van de desbetreffende mengsels is de kostbare produktie van diverse basislegeringen overbodig, aangezien de behandelingsmaterialen van de gewenste samenstelling recht-25 streeks aan de poedermengsels kunnen worden toegevoegd.

Met het oog op het voorgaande dient slechts de absoluut noodzakelijke hoeveelheid van de behandelingsmaterialen aan de smelten te worden toegevoegd, waarbij een overdosering, zoals dat bij de bekende technologie werd toegepast, onnodig 30 is.

Bijvoorbeeld bij het proces van staalbehandelingen dient de in de oven gevormde slak niet te worden verwijderd (zelfs niet gedeeltelijk), terwijl bovendien de behandeling direkt kan starten na het begin van de aftapping.

35 De uitvoering van de diverse behandelingsprocessen is praktisch onafhankelijk van het materiaal van de bekleding van de metallurgische gietpannen, hetgeen eveneens resulteert in een fundamentele verbetering van de efficiëntie en in lagere kosten vergeleken met de gebruikelijke technologieën.

8500826 - δ -

Met het oog op het bovenstaande zal duidelijk zijn, dat de inrichting volgens de uitvinding de toevoeging van de diverse poeder- en/of korrelvormige materialen of mengsels op een meer efficiënte en betrouwbare wijze dan tot nu toe bekend 5 mogelijk maakt. Op die manier - allereerst in geval van toepassing tijdens de metallurgische technologieën - kunnen diverse produktietechnologieën aanzienlijk worden vereenvoudigd en de kosten aanzienlijk worden verlaagd.

Bovendien kan de kwaliteit van de produkten aanzien-10 lijk worden verbeterd.

85 0 0 3 26

Claims (12)

1. Inrichting voor het vullen van poeder- en/of korrelvormige materialen, of mengsels, in het bijzonder voor de toevoeging van legerings- of behandelingsmaterialen in de me-taalsmelten, welke inrichting is voorzien van een tank en een 5 vuleenheid, met het kenmerk, dat de tank (3) een onderste deel (5) met afnemende diameter heeft, op de bodem waarvan tenminste één nozzel (12) is aangebracht en een ejec-teur(13) boven de nozzel, terwijl de nozzel (12) is verbonden met een dragergaspijp (15) en de ejecteur(13) met een mengsel- 10 transportpijp (14).

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de ejecteur(13) een tweetraps-ejecteur is.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat in het onderste deel (5) van de tank (3) 15 een leihopper (10) met afnemende diameter is aangebracht, waarvan het bovenste deel is bedekt met een metaalzeef (11) of geperforeerde plaat.

4. Inrichting volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat de leihopper is verbonden met een vibrator.

5. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 1-4,met het kenmerk, dat de tank (3) is voorzien van een ingebouwde balans (8).

6. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de tank (3) is verbon- 25 den met tenminste één mengbunker (2).

7. Inrichting volgens conclusie 6, m e t het kenmerk, dat in de mengbunker (2) roterende mengbladen zijn aangebracht.

8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7,met het 30 kenmerk, dat de mengbunkers (2) of tank (3) zijn verbonden met vulcontainers.

9. Inrichting volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat de vulcontainers zijn verbonden met vul-plaatsen (23).

10. Inrichting volgens conclusie 9, m e t het kenmerk, dat de vulplaatsen (23) zijn verbonden met con-trolebalansen.

11. Inrichting volgens conclusies 1-10, met het 8500826 - 10 - kenmerk, dat de blaaslans (17) is verbonden met de meng-seltransportpijpleiding (14).

12. Inrichting volgens conclusie 11, m e t het kenmerk, dat de blaaslans bestaat uit een transportpijp, 5 die aan zijn oppervlak is voorzien van ribben, een buitenpijp, die de transportpijp omgeeft, een vlambestendige elastische laag en een vlambestendige laag, die de buitenpijp omgeeft, alsmede uitwendige schuifpijp, waar een koelkanaal is gevormd tussen de transportpijp en de buitenpijp. 85 0 0 8 2 6