Metalurgický taviaci a spracovateľský agregát

Číslo patentu: E 8910

Dátum: 20.05.2009

Autori: Handle Bernhard, Zivanovic Bojan

Je ešte 4 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Popis 0001 Vynález sa týka metalurgického taviaceho a spracovateIského agregátu, najmä v podstate valcovej nádoby na uloženie a spracovanie taveniny z neželezného kovu.0002 Medzi takéto metalurgické agregáty/nádoby patria najmä nasledujúce 0003 Pierce-Smithov konvertor, Teniente konvertor, Noranda reaktor, rafinačné0004 Základné znaky konštrukcie takých agregátov na tavenie kovov, rovnako akona uloženie a spracovanie kovovej taveniny sú opísané v spise DE 2521830 a sú to tieto- nádoba alebo pec má v zásade valcový tvar, pričom pozdĺžna os valca vo funkčnej polohe nádoby prebieha vzásade horizontálne. V prípade PierceSmithovho konvertora je toto znázornené na obr.1.- nádoba má vonkajší kovový obal a vnútornú žiaruvzdornú výmurovku.- nádoba je opatrená viacerými dýzami, ktoré sú vedené z vonkajška cez kovový obal pece a žiaruvzdornou výmurovkou až do vlastného priestoru pece, aby sa dal privádzať pracovný plyn, ako je vzduch, do kovovej taveniny.- Pritom sú dýzy, resp. ústia dýz, usporiadané v pozdĺžnom smere pozdĺžne osi nádoby vo vzájomnom odstupe alebo sú usporiadané inak To sú potom dýzy usporiadané pozdĺž obalovej línie valcového obalu, pričom obalová línia leží paralelne k valcovej osi. Os dýz leží väčšinou v rovine kolmej na valcovú os.- V každom takom agregáte môže byť usporiadané až stovky procesných dýz. 0005 Napríklad vytvorením nevýhodného prúdového profilu taveniny voblasti dýz, alebo v dôsledku kolísajúceho tlaku plynu sa môže tavenina dostať do dýz. V oblasti vyústenia či otvorov v dýzach môžu viesť chemické reakcie k usadzovaniu tuhých látok, môže napr. dochádzať k usadzovaniu magnetitu (Fe 304). Dokonca môže dôjsť k podstatným prírastkom veľkosti procesných dýz, čím sa však redukuje procesný prierez dýz. Tým sa znižuje priechod plynu pri nastavenom tlaku plynu za časovú jednotku. Potom klesá produktivita.0006 Zvýšenie tlaku plynu nasadením kompresorov nie je vždy možné.0007 V tejto súvislosti je známy postup manuálneho či mechanického čistenia dýz pomocou úderového zariadenia. Tým sa obnovuje pôvodný prierez na prívod plynu. Môže ale pritom dôjsť k poškodeniu žiaruvzdornej výmurovky pri tom ako sa obtáča dýza a tým k predčasnému opotrebeniu v tejto oblasti. 0008 Cieľom vynálezu je predstaviť nádobu na roztavenie kovov, na uloženie a spracovanie kovovej taveniny, najmä taveniny z neželezných kovov, v ktorej zostane dýzová zóna s dýzami po dlhšie časové intervaiy plne funkčná. Je pritom žiaduce aby sa dali upraviť i zariadenie, ktoré sú už k dispozicii. 0009 Na vyriešenie tejto úlohy vychádza vynález z nasledujúceho poznania obr.2 predstavuje rez časťou steny Pierce-Smithovho konvertora (podľa obr.1) v dýzovej oblasti, pričom je tu vidiet dýza 10, ktorá sa rozkladá od vonkajšku cez kovový obal 12 a žiaruvzdorné obloženie 14 až do oblasti konvertora, kde sa nachádza kovová tavenina 50. 0010 Obr. 1 a 2 ukazujú konvertor vpolohe, ktorá sa označuje ako pracovná poloha. V nej prebieha dýza 10 v podstate horizontálne a v rovine kolmej k rovnako v podstate horizontálne usporiadanej pozdĺžne osi L-L konvertora. Oblast vyústenia 10 m presahuje cez žiaruvzdornú výmurovku 14 len mierne (u tu znázorneného výhodného vyhotovenia). 0011 Na pozdĺžnej stene konvertora je usporiadané viacero takých dýz 10 a to vo vzájomnom odstupe pozdĺž pomyslenej priamky, ako je to schematicky znázornenéna obr.1. 0012 Pracovný plyn, ktorý je tu vzduch, sa vháňa cez dýzy 10, ktoré majú vnútorný priemer napr. 5 cm, do taveniny, kam sa uvoľňuje zdýzy 10 vo forme pomerne veľkých bublín 52. K uvoľňovaniu bublín z dýzy dochádza v hornej vyúsťovacej oblasti dýzy. V priebehu spracovania dochádza k vytváraniu prúdenia taveniny 50, ako je naznačené šipkou 2. Nevýhodný priebeh prúdenia taveniny v blízkosti vyúsťovacej oblasti a na koniec dýzy pôsobiaci tlak taveniny podporujú vnikaniu taveniny do dýzy, rovnako ako vytváranie tuhých usadenín 10 a v spodnej oblasti vyústenia dýz, ako je schematicky znázornená na obr.2. V dôsledku relatívne veľkých bublín plynu je hranični vrstva medzi plynnou a tekutou fázou relatívne malá. Nadto je doba zdržania veľkýchdvzduchových bublín vtavenine malá. Oba faktory vedú k nízkemu stupňu využitia vnášaného vzduchu. V praxi je teda potrebné vniesť do taveniny pomerne veľké množstvo vzduchu, čo však spôsobuje dlhé procesnéčasy a tým aj vysoké náklady. Pri použití vzduchu sa zvýšeným obsahom kyslíka síce dôjde k zníženiu procesných časov, ale v oblasti zaústenia dýz dôjde k extrémnym teplotným špičkám, čím sa podstatne zvýši opotrebovanie žiaruvzdornej výmurovky 14. Zároveň sa zvýši nebezpečne infiltrácie do žiaruvzdorného obloženia 14 a/alebo sa zvýši usadeniny 10 a v oblasti zaústenia 10 m rúrok 10.0013 Tieto nevýhody sa dajú eliminovať vyhotovením znázorneným na obr.3. Zatiaľ čo tvar, usporiadanie a počet dýz 10 môže zostať vpodstate nezmenený, tak sa agregát pre kovovú taveninu podľa vynálezu opatrí dodatočnými plynovými preplachovacími zariadeniami 20, ktoré sú v pracovnej polohe agregátu usporiadané pod dýzami 10. Plynové prepiachovacie zariadenia 20 slúžia nato, aby sa do taveniny privádzal plyn, aby stúpal v blízkosti žiaruvzdorné výstelky a to tak, aby obtekal pri ďalšom pohybe jedno alebo viacero vyústení 10 m dýz. Obtekanie pritom znamená, že z plynových preplachovacích zariadení 20 vystupujúci plyn, napr. inertný plyn ako argón, prúdi proti ústiam či okolo ústí 10 m dýz.0014 Pritom sa ukázalo, že sa dá odstrániť či aspoň silne zredukovať výskyt usadenín v dýze v oblasti ich ústí. Kontinuálne oplachovanie ústí dýz sa postará o vytvorenie homogénneho rýchlostného profilu v blízkosti ústí dýz. Prúdenie taveniny sa s výhodou ovplyvňuje tak, že tavenina sa nedostane, alebo len vo veľmi malom rozsahu do ústí dýz a teda nedochádza vôbec alebo len v malej miere k prieniku taveniny do dýz a tým nedochádza vôbec alebo len vo veľmi malom rozsahu k tvorbe usadenín. Ďalej vedú relatívne malé, ale nad plynovými preplachovacími zariadeniami 20 vypúšťané plynové bublinky 54 k zmesi tavenina-plyn, ktorej hustota je menšia než u čistej taveniny. Tak môže procesný plyn (napr. vzduch alebo zmes vzduchu a kyslíka) preniknút pri rovnakom vstupnom tlaku hlbšie do taveniny, čo vedie k lepšiemu rozdeleniu procesného plynu. Takto sa i zvyšuje doba zdržania vzduchových bubliniek vtavenine, takže sa získa celkove podstatne vylepšený reakčný vzťah medzi vzduchovými bublinkami 52 a taveninou a tým sa dosiahne i lepšie využitie procesného plynu.0015 Vo všeobecnom vyhotovení sa teda vynález týka metalurgického taviaceho a- má valcový tvar, pričom pozdĺžna os valca vo funkčnej polohe nádoby- má vonkajší kovový obal- nádoba je opatrená viacerými dýzami, ktoré sú vedené z vonkajška cez kovový obal a žiaruvzdornou výmurovkou na prívod pracovného plynu do kovovej taveniny a to cez príslušné ústie dýz.- Dýzy sú usporiadané pozdĺž obalovej línie valcového obalu (v smere pozdĺžnej osi agregátu) vo vzájomnom odstupe- Je opatrený plynovými preplachovacími zariadeniami, ktoré sú v pracovnej polohe agregátu usporiadané tak, aby bol do taveniny privádzaný plyn tak,aby stúpal v blízkosti žiaruvzdornej výstelky a to tak, aby obtekal pri ďalšom pohybe jednu alebo viacero vyústení dýz. 0016 Usporiadanie a vytvorenie dýz, rovnako ako plynových preplachovacich zariadení môže sa uskutočniť rôznym spôsobom. Už bolo poukázané na to, že u známych konvertorov je na pozdĺžne stene usporiadané viacero dýzových ústí a to vo vzájomnom odstupe pozdĺž pomyslenej priamky. Obzvlášť pre také usporiadanie navrhuje vynález aby sa pod každou dýzu usporiadalo plynové vyplachovacie zariadenie. lnými slovami, ku každej dýze je priradené plynové vyplachovacie zariadenie, takže ztohto plynového preplachovacieho zariadenia môžu sa cielene vypustiť a viest jemné bublinky do oblasti ústia priradenej dýzy. 0017 Alternatívne môže sa jedno plynové vyplachovacie zariadenie priradiť k skupine dýz. 0018 Toto sa ponúka najmä tam, kde sa zvolí plynové preplachovacie zariadenie,ktoré má čelnú výpustnú plochu, ktorá sa rozkladá po väčšej ploche, napr. vykazuje väčšiu dĺžku a ktorá prekrýva dve alebo tri vedľa seba usporiadané dýzy. 0019 Na obr.4 je také uskutočnenie (pohľad zvnútra proti žiarupevnej výmurovke 14 konvertora podľa obr.1, na obr.4 je však u uskutočnenia podľa vynálezu opatrené plynovým preplachovacím zariadením pod dýzami 10. 0020 le vidiet usporiadanie desiatich dýz 10 pozdĺž horizontálneho radu, pričom medzi susediacimi dýzami 10 je vždy odstup. 0021 Asi o rozmer priemeru dýzy je pod radom dýz usporiadané sedem plynových vyplachovacích zariadení 20, pričom každé plynové vyplachovacie zariadenie 20 má pravouhlú výpustnú čelnú plochu 20 m. Velkosť plynového vyplachovacieho

MPK / Značky

MPK: F27D 25/00

Značky: spracovateľský, agregát, taviaci, metalurgicky

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/12-e8910-metalurgicky-taviaci-a-spracovatelsky-agregat.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Metalurgický taviaci a spracovateľský agregát</a>

Podobne patenty