Odpichovacia rúrka

Číslo patentu: E 2341

Dátum: 16.04.2005

Autori: Berger Michael, Klikovich Michael, Rahm Christian, Zach Oliver

Je ešte 9 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Vynález sa týka odpíchovacej rúrky pre metalurgickú tavnú nádobu. Metalurgickou tavnou nádobou sa rozumie agregát, v ktorom sa vyrába, spracováva a/alebo prepravuje metalurgická tavenina, napr. konvertor alebo oblúková pec. 0002 Pri tom je kovová tavenina, nachádzajúca se v tavnej nádobe, vedená pozdĺž odpíchovacej rúrky do nasledujúceho agregátu. Napríklad je oceľ z konvertoru privádzaná cez panvu do následného zariadenia na kontinuálne odlievanie.0003 Kovová tavenina má byt prepravovaná pokiaľ možno bez nečistôt. Napríklad je treba sa vyvarovať styku s okolitou atmosférou (kyslík, dusík) rovnako tak ako súčasného vedenia trosky.0004 Z EP 0057 946 B 1 je známy odpichový otvor konvertora, ktorý sa - v axiálnom smere - skladá z niekoľkých žiaruvzdorných blokov alebo tabúl. Blok na strane vtoku má mať lievikovitý priepustný kanál a na strane výtoku má mat priepustný kanál odpíchovacej rúrky najmenší priemer. Takto konštruované odpichovacie rúrky sú na trhu 20 rokov a osvedčili sa.0005 Rovnako tak sa osvedčili odpichovacie rúrky, ktorých geometria na strane výtoku odpovedá zadaniu DE 42 08 520 C 2. Základom pre výpočet prierezu výtoku je pri tom profil prúdenia odpovedajúcej taveniny, a to pri akceptácii strednej hodnoty pre výšku taveniny nad odpichovacou rúrkou.0006 U odpíchovacej rúrky konvertora je výška kovovej taveniny (výška kúpeľa) pri odpichu často takmer konštantné, pretože konvertor sa s rastúcou dobou odpichu nakláňa (navádza). Najmä na konci odpichu sa však výška kúpeľa nutne znižuje. Tým sa súčasne zvyšuje nebezpečenstvo, že troska bude vedená s kovovou taveninou do odpíchovacej rúrky a odpichovacou rúrkou. Ďalej môže dôjsť ku vzniku vírov a podtlaiku v odpíchovacej rúrke. Súčasne sa tým zvyšuje nebezpečenstvo reoxidácie a nadusíkovanie.0007 Úlohou vynálezu je optimalizovat odpichovaciu rúrku uvedeného druhu v tom zmysle, aby bol po celú dobu odpichu zaistený požadovaný (stály) prietok hmoty a aby sa zabránilo súčasnému vedeniu trosky. Stály znamená, aby sa prietok hmoty v odpichovom kanáli odpíchovacej rúrky pokiaľ možno neprerušil do konca dobyodpichu. Rovnako tak je treba čo najviac zabrániť príjmu kyslíka alebo dusíka.Odpichovacia rúrka má byt konečne dimenzovaná tak, aby nezávisle na jej opotrebení (v technicky prijateľných medziach) mohol byť pozdĺž odpichovacej rúrkydopravovaný čo najrovnomernejší prúd hmoty. 0008 Podľa DE 42 08 520 C 2 je možné profil prúdenia taveniny zistit podľaA(x) potrebný prierez prúdenia vo vzdialenosti x od hladiny kúpeľam prúd hmoty taveniny g zemské gravitačné zrýchlenie 9,81 m/sz x zvolená vzdialenosť od hladiny kúpeľa0009 Pri tom sa berie zreteľ len na zmenu prierezu v závislosti na výške pádu,spôsobenou zrýchlením prúdu taveniny. Pre priehľadnost a zrozumiteľnosť výpočtov sa tu i v ďalších výpočtoch, uvedených v tomto opise, zanedbávajú prípadne sa neberie zreteľ na vplyvy ako viskozita taveniny alebo trenie stien.0010 Pre špecifickú taveninu tak je možné presne stanoviť potrebný priemer prietokového kanála na výtokovom konci pri zvislej polohe prietokového kanála,danom prietokovom množstve a danej vzdialenosti medzi hladinou kúpeľa a výtokovým koncom. Objasníme to na príklade0011 Na základe A d 2.n/4 sa pre odpich o kruhovom priereze na výtoku vypočíta priemer výstupu0012 Pri zadanom priemere odpichového kanála na výtokovom konci je však rozhodujúcirn hľadiskom pre prietokové množstvo a vyplývajúci profil prúdenia príslušná výška Kúpeľa (výška taveniny nad výtokovým koncom odpichovacej rúrky). Na obr. 1 je napr. pre rôzne výšky kúpeľa znázornený potrebný polomer kruhového prierezu priepustného kanála odpichovacej rúrky v závislosti na vzdialenosti od výtokového konca, pričom 0 definuje výtokový koniec odpichovacej rúrky,1,35 metra je celková dĺžka (novej) odpichovacej rúrky a predpokladá sa maximálna výška kúpeľa 2,70 metra (počítané od výtokového konca). Efektívna maximálna výška kúpeľa taveniny nad odpichovým vtokom je podľa toho 1,35 metra. Ak zoberieme za základ zadané prietokové množstvo, ukazuje znázornená krivka pre maximálnu výšku kúpeľa ( 2700 mm) teoreticky najmenej nutný polomer odpichového kanála (priepustneho kanála v odpichovacej rúrke) v rôznych vzdialenostiach od výtokového konca, počínajúc pri polomere 65 mm na výtokovom konci. Ostatné krivky znázorñujú teoreticky najmenší nutný polomer odpichového kanála v rôznych vzdialenostiach od výtokového konca pre rôzne výšky kúpeľa pri predpokladanom rovnakom priereze (polomer 65 mm) na výtokovom konci0013 Zistírne, že pri výške kúpeľa medzi 2 700 mm a 2 400 mm v oblasti vtoku odpichovacej rúrky je pre prierez priepustného kanála dostatočný polomer 80 mm k tomu, aby bol kruhový prierez odpichovacej rúrky na výtokovom konci o polomere 65 mm úplne vyplnený prúdom taveniny.0014 Ak však klesá ďalej hladina kúpeľa, napr. na rovnako znázornenú minimálnu výšku kúpeľa 1 600 mm (efektívna výška tavného kúpeľa nad odpichovým vtokomteraz 250 mm), vychádza pri rovnakom priereze odpichovacej rúrky na výtokovomkonci pre nutný polomer prierezu priepustného kanála v oblasti vtoku odpichovacej rúrky hodnota cca 110 mm.0015 V DE 42 08 520 C 2 je zohľadnený len rozsah hladiny kúpeľa od 30 do 70 pre dimenzovanie geometrie odpichu.0016 Z DE 42 08 520 C 2 vychádza pre vyššie uvedený príklad so zohľadnením minimálnej hladiny kúpeľa 30 a dĺžky opotrebeného odpichového otvora 750 mm priemer vtoku 75 mm. Z toho plynie, že idea DE 42 08 520 C 2 smeruje k odpichovacím rúrkam, ktorých prepúšťací kanál je na vtokovom konci príliš malý. 0017 Vynáleznaproti tomu smeruje ku úplne iným geometriám prepúšs-facieho kanála odpichovacej rúrky.0018 Pri zohľadnení efektívnych výšok kúpeľov (efektívna výška kovovej taveniny nad vtokovou oblasťou odpichovacej rúrky s 20 maximálnej hodnoty) sa potrebný prierez na vtokovom konci zväčšuje a znateľne sa odchyľuje od prierezu, ktorý vyplýva z DE 42 08 520 C 2.0019 Na obr. 2 je znovu znázornený ako krivka (1) proñl výtokového kanála v pozdĺžnom reze, potrebný pri výške kúpeľa 1600 mm a polomere prierezu výtoku 65 mm (teoreticky najmenší nutný polomer). Krivka (2) znázorňuje pomery prúdenia u odpichovacej rúrky podľa stavu techniky (polomer prierezu vtoku 80 mm). V dôsledku príliš malého prierezu vtoku v porovnaní s prierezom vtoku, potrebným podľa vynálezu (polomer 110 mm) dochádza pri stave techniky k silnému zúženiu prúdu v odpichovacej rúrke. Pri voľnej tvorbe prúdenia to na výtokovom konci odpovedá už len polomeru plochy prierezu 50 mm. V oblasti pod prierezom vtoku teda už nemôže byt plnený celý prierez odpichoveho kanála a využiť pre výtok taveniny. Dôsledkom sú už zmienené zvýšené turbulencie a podtlaky v odpichovacej rúrke s rizikom, že troska, plávajúca na tavenine, bude strhnutá so sebou. Šúčasne vedú turbulencie, vznikajúce pozdĺž dráhy rúrky, k (ďalšiemu) zníženiu prietokového množstva a tým je doba odpichu dlhšia než je nutné. Z toho plynie zníženie teploty kovovej taveniny. V dôsledku toho je nutné v nasledujúcich stupňoch spracovania ohrievat taveninu opät na požadovanú teplotnú úroveň, čím vznikajú ďalšie náklady na energiu.0020 Vynález rieši zabránenie turbulenciám a udržovanie kompaktného prúdu v odpichovom karaáli takým usporiadaním odpichového kanála, aby počas celej doby odpichu, teda i pri nízkych výškach kúpeľa (efektívna výška hladiny kúpeľa nad

MPK / Značky

MPK: C21C 5/46

Značky: rúrka, odpichovacia

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/17-e2341-odpichovacia-rurka.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Odpichovacia rúrka</a>

Podobne patenty