Zariadenie na zamedzenie spoločného prúdenia trosky pri odpichu kovovej taveniny

Číslo patentu: 286449

Dátum: 24.09.2008

Autor: Siek Horst

Je ešte 1 strana.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Je opísané zariadenie na zamedzenie spoločného prúdenia trosky pri odpichu kovovej taveniny z metalurgickej nádoby, na ktorej je odpichový otvor (4) vytvorený z výmenných rúrok (7, 7') umiestnených nad sebou, pozostávajúcich z oteruvzdorného žiaruvzdorného materiálu, obklopených odpichovými rámovacími tvárnicami (8). Dolný koniec (2) takto vytvoreného odpichového výmenného systému je vytvorený hrnčekovou tvárnicou (10), na ktorú dosadá posuvná zarážka, uzatvárajúca odpichový otvor (4). V stene výmennej rúrky (7') ústiacej vo vnútornom priestore nádoby sú usporiadané axiálne prebiehajúce, na oboch čelných stranách rúrky (7') ústiace kanály (11), ktoré sú na čelnej strane rúrky, odvrátenej od vnútorného priestoru nádoby, spojené s prívodom (13) plynu.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka zariadenia na zamedzenie spoločného prúdenia trosky pri odpichu kovovej taveniny z metalurgiekej nádoby, na ktorej je odpichový otvor vytvorený pomocou výmenných rúrok umiestnených nad sebou, pozostávajúcich zo žiaruvzdomého materiálu odolného proti oteru, obklopených odpichovými rámovacími tvámicami, pričom dolný koniec takto vytvoreného odpichového výmenného systému je vytvorený hrnčekovou tvárnicou, na ktorú dosadá posuvná zarâžka uzatvárajúca otvor.Pri týchto nádobách môže ísť napríklad, ale nie výhradne, o nádoby na výrobu ocele, teda o konvertor alebo o nádobu elektrickej pece.Ďalej bude vynález opisovaný na príklade elektrickej pece.Takáto nádoba poskytuje v pohľade zhora približne oválny, prípadne hruškovitý tvar, pričom je v prednej oblasti dna, vybiehajúcej do špičky, upravený odpichový otvor. V nomiálnej polohe, t. j. pred odpichom, sa nachádza hladina taveniny približne l m až 1,5 m nad odpichovým otvorom.Tento odpichový otvor je upchatý plniacim materiálom a dole uzavretý pomocou posuvnej zarážky. P 1 niaci materiál tvorí nad odpichovým otvorom hrboľ, vyčníevajúci do vnútorného priestoru nádrže.Na odpich, t. j. na preliatie taveniny do panvy, V ktorej sa ocel podrobuje pretavovaniu, sa nádoba vykyvuje do odpichovej polohy, takže odpichový otvor teraz tvorí najhlbšiu oblasť nádoby. V tejto polohe sa posuvná zarážka otvára a výplňový materiál v odpichovom otvore sa odstraňuje.Vytekajúca tavenina tvorí nad odpichovým otvorom vir (vortex-efckt), ktorý so sebou nasávacím účinkom strháva trosku plávajúcu na tavenine, čo je z metalurgických dôvodov nežiaduce.Zjaponských patentových anotácií Bd. 013, č.504 (C-653, 13.11.1989) a JP 01 201 410 A (MKK Corporation, 14. 08. 1989) je známe vháňať inertný plyn kanálrni, umiestnenými medzi odpichovými rámovacírni tvárnicarni, obklopujúcimi odpichový otvor a dnom nádoby do taveniny, pričom z týchto axíálnych kanálov vedú prídavné kanály do odvádzacieho kanála na tavcninu.Známe metódy na zamedzenie, prípadne zníženie tohto vortex-efektu sa ale doposial prejavovali ako nepoužiteľné.Základom vynálezu je preto úloha, zariadenie v úvode uvedeného druhu, ako približne vyplýva z EP 0 097 610 A, ďalej rozvinúť tak, aby bola jednoduchým spôsobom možná eliminácia vírového efektu.Podstatou vynálezu je teda zariadenie na zamedzenie spoločného prúdenia trosky pri odpichu kovovej taveniny z metalurgíckej nádoby, na ktorej je odpichový otvor vytvorený z výmenných rúrok umiestnených nad sebou, pozostávajúcích z oteruvzdorného žíaruvzdomého materiálu, ktoré sú obklopené odpichovými rámovacími tvámicami. Dolný koniec takto vytvoreného odpichového výmenného systému je vytvorený hmčekovou tvárnicou, na ktorú dosadá posuvná zarážka, uzatvárajúca odpichový otvor, pričom v stene aspoň výmennej rúrky, ústiacej vo vnútornom priestore nádoby, sú umiestnené axiálne prebiehajúce, na oboch čelných stranách výmennej rúrky ústiace kanály, ktoré sú na čelnej strane výmennej rúrky, odvrátenej od vnútomého priestoru nádoby, spojené s prívodom plynu.Vháňanie plynu do taveniny je známe (pozri skôr).Pri sekundáme metalurgickom spracovaní vyrobenej ocele sa plyn vháňa zdola dnom panvy do taveniny,aby sa dosiahla cirkulácia taveniny, a tým homogenizovaná teplota taveniny, ako i zložiek zliatiny, rozpustených v tavenine.Pri takýchto plynových dúchadlových systémoch sú na dne panvy zapustené štvorcové alebo guľaté výlevkové kamene, V ktorých sú osadené kónicky vytvarované dúchacie tvámice, ktoré sú dimenzované tak, že nimi môže prúdiť do taveniny plyn. Je známych viac typov, tak napríklad porézna dúchacia tvámica, štrbinová dúehacia tvámica, hviczdicová dúchacia tvámica atď.Aby sa zamedzilo bočnému vystupovaniu plynu z dúchacích tvárnic, sú tieto dúchacie tvárnice obklopené kovovým plášťom.Výška hladiny taveniny v panve nad dúchacími tvárnicami je až 4 mPri vháňaní plynu zdola do taveniny možno pozorovať na povrchu taveniny takzvanú pleš. Ako sa dá z označenia vyrozumieť, je hladina taveniny na tomto mieste absolútne bez cudzích prímesí.Tento efekt vynález využíva.Odpichový otvor v nádobe elektrickej pece (analogicky tiež v konvertore) je tvorený takzvanými výmennými rúrkami, z ktorých väčšie množstvo nad sebou tvorí smerom dole sa zužujúci otvor. Takéto výmennérúrky pozostávajú z magnezitu, korrmdového betónu alebo podobných žiaruvzdomých materiálov. Tieto výmenné rúrky sú obklopené odpichovými ramovacími tvárnicami, pričom medzi výmennýrni rúrkami a odpichovými ramovacími tvámicarni existuje štrbina, ktorá sa vyplňuje žiamvzdomým materiálom. Smerom dole sa tento systém uzaviera takzvanou hmčekovou tvárnicou. Otvor hrnčekovej tvárnice je pritom uzavierateľný pomocou posuvnej zarážky.Podľa vynálezu je teraz navrhnuté, že podobne ako v práve uvedených dúchacích tvámiciach, sú v stene výmenných rúrok (prinajmenšom najvyšších alebo oboch najvyšších) upravené axiálne prebiehajúce kanály,ktoré ústia vnútri nádoby. Kanály sú v spojení s prívodom plynu.Len čo je nádoba preklopená do odpichovej polohy, začína privádzanie plynu. Plyn, vystupujúci z kanálov, odstraňuje hrbol nad odpichovým otvorom, vytvorený z výplňového materiálu. Potom sa posuvná zarážka pod hmčekovou tvámicou vykyvuje von a odstraňuje sa výplňový materiál vnútri odpichového otvoru. Tavenina môže teraz vytekať do panvy, pričom sa nad odpichovým otvorom hodlá tvoriť zmienený vír. Plyn,prúdiaci do taveniny, tvorí podobne ako pri procese dúchania v panve nad otvormi kanálov opisovanú pleš,čo znamená, že sa v tejto oblasti vytláča troska smerom von a pritom sa zamedzuj e tomu, aby prúdíla odpichovým otvorom do panvy.Vháňanie plynu pokračuje tak dlho, až sa nádoba opät vykývne späť a odpichový otvor už nie je zakrytý taveninou.Pritom je samozrejme, že sa používa plyn, ktorý nenarúša metalurgické vlastnosti vyrobenej taveniny.Aby nemohol plyn bočne vystupovať z výmenných rúrok, sú tieto vnútri obklopené oceľovým plášťom z nekorodujúceho materiálu.I ked prichádza do úvahy, aby kanály prechádzali všetkými nad sebou usporiadanými výmennýrni rúrkami, vo výhodnom uskutočnení sa navrhuje vybaviť kanály iba najvyššie uloženou výmennou rúrkou alebo oboma najvyššie uloženými výmennýrniObe tieto najvyššie uložené výmenné rúrky môžu byt tiež vytvorené jednodielne a tvoriť teda jednotku.Usporiadanie a geometria kanálov vyplýva z aktuálnych požiadaviek na využitie.Pri výrobe a geometrii kanálov sa môžu využiť skúsenosti z oblasti dúchacích tvárnic.Aby sa všetky kanály, vedúce plyn, mohli rovnomeme ostrekovať plynom, je najnižšie uložená výmenná rúrka, vedúca kanálem, na svojej dolnej strane vybavená kruhovým priestorom, do ktorého ústia všetky kanály, a do ktorého ústi rúrka na privádzanie plynu, ktorá je vedená napríklad v oblasti medzi výmennýrni rúrkarni a odpichovýrni ramovacími tvámicami, ktoré ju obklopujú. Na to sa môže využívať buď už existujúca štrbina medzi oboma prvkami alebo sa upravuje drážka na vonkajšej strane výmenných rúrok, ktoré sú bez kanálov.Aby sa zamedzilo elektrickým preskokom na rúrky na privádzanie plynu a ich zničeniu alebo poškodeniu,je navrhnuté altematívne bud kovové puzdro metalurgickej nádoby zavádzať na rovnaké elektrické napätie ako rúrky na privádzanie plynu alebo rúrky na privádzanie plynu izolovat proti napätiu, zavádzanému na kovovú nádobu.Prehľad obrázkov na výkresochVynález bude bližšie vysvetlený prostredníctvom konkrétnych príkladov uskutočnenia znázornených na výkresoch, na ktorých predstavujeobr. 1 nádobu elektrickej pece v pozdĺžnom reze,obr. 2 v perspektívnom zobrazení a v reze odpichový systém nádoby podľa obr. l,obr. 3 rez mimoriadnu formou vyhotovenia výmennej rúrky, obr. 4 a - c tri možne geometrie kanálov vo výmenných rúrkach.Na obr. l je znázomená nádoba 1 elektrickej pece na výrobu ocele v pozdĺžnom reze. V pohľade zhora má nádoba 1 približne hruškovitý tvar, pričom sa na konci 2, vybiehajúcom do špičky, na dne 3 nádoby 1 nachádza odpichový otvor 4. V približne stredovej oblasti dna 3 je umiestnená anóda 5. Katóda a veko nádoby nie sú zobrazené.Nádoba 1 je sklopná okolo osi, prestupujúcej kolmo rovinou nákresu. V tejto nádobe 1 sa natavuje kovový odpad, pričom tavenina po procese natavenia dosahuje výšku 6.Na obr. 2 je znázomený odpichový systém s odpichovým otvorom 4 vo väčšej mierke. Tento odpichový systém je zostavený v tomto prípade z piatich nad sebou upravených výmenných rúrok 7, 7, ktorých priemer otvoru sa smerom dole zmenšuje. Výmenné rúrky 7, 7 sú obklopené kubicky vytvorenýrni odpíehovými rámovacími tvárnicami 8, pričom je štrbina 9 medzi výmennými rúrkami 7, 7 a odpichovými ramovacími tvár 10nicarni 8 vyplnená žiaruvzdomým výplňovým materiálom. Odpichový systém sa dole uzaviera pomocou hrnčekovej tvárnice 10, ktorej otvor je uzavierateľný pomocou nezobrazenej posuvnej zarážky.Obe najvyššie uložené výmenné rúrky 7 disponujú axiálne prebiehajúcimj, V jej stene umiestnenýrni kanálmi 11, ktoré vytvárajú spojenie medzi vnútorným priestorom nádoby 1 a kruhovým priestorom 12, ktorý je usporiadaný na dolnej strane dolnej výmennej rúrky 7. Do tohto kruhového priestoru 12 ústi potrubie na prívod 13 plynu, ktore vedie medzi výmennými rúrkami 7 a odpichovými rámovaeirrn tvárnicami 8 smerom dole a medzi najnižšie uloženou odpichovou rámovacou tvárnicou 8 a hmčekovou tvámicou 10 je vedené šikmo smerom von.Na obr. 3 je znázornená možná forma vyhotovenia výmennej rúrky 7. Táto výmenná rúrka 7 je skonštruovaná ako dvojdielna, totiž z vnútomej časti, ktorá je vytvorená kónicky, pričom sa vonkajší plášť tohto vnútorného kužeľa 14 zužuje smerom nahor. Tento vnútorný kužel 14 je zastrčený vo vonkajšej časti, ktorej vnútomá plocha je vytvorená doplnkovo k vonkajšej ploche vnútorného kužeľa 14 a tvorí tak vonkajší kužel 15.Pohľad zhora na takúto výmennú rúrku 7 je znázornený na obr. 4 c. Kanály 11 na vedenie plynu sú tu vytvorené drážkami, vytvarovanýrni do vonkajšej plochy vnútomého kužeľa 14.Ďalšie možné vyhotovenia kanálov 11 sú vidieť na obr. 4 a a 4 b.Na obr. 4 a sú vytvorené kanály 11 ako radiálne upravené zárezy, zatiaľ čo kanály 11 sú v príklade obr. 4 b vytvorené väčším množstvom vývrtov.Iné geometríe, prípadne formy uskutočnenia kanálov 11 sú možné, napríklad kanálmi v hviezdicovitom alebo podobnom tvare.V ďalšom je krátko opísaný zodpovedajúci spôsobPo procese tavenia sa nádoba l preklápa smerom dopredu, takže odpichový otvor 4 tvori najnižšiu časť nádoby 1.Len čo je nádoba 1 v tejto polohe, začína sa s vháňaním plynu kanálmi 11 do taveniny. Až potom sa otvára odpichový systém, takže môže tavenina odtekať odpichovým otvorom 4 do dole odstavenej (nezobrazenej) panvy. Vháňanim plynu kanálmi 11 do taveniny sa dosiahne to, že sa pôsobí proti tvoreniu víru nad odpichovým otvorom 4, takže sa týmto vírom nemôže unášať troska odpichovým otvorom 4 do panvy.Nad odpichovým otvorom 4 sa vháňaným plynom tvorí takzvaná pleš, t. j. oblasť, v ktorej sa troska bočne vytlačuje preč.Ak dosiahla plniaca výška 6 v panve žiadanú hodnotu, vykyvuje sa nádoba 1 späť.Ak nie je odpichový otvor 4 už zakrytý taveninou, je prívod plynu odpojený.1. Zariadenie na zamedzenie spoločného prúdenia trosky pri odpichu kovovej taveniny z metalurgickej nádoby, na ktorej je odpichový otvor (4) vytvorený z výmenných rúrok (7, 7) umiestnených nad sebou, pozostávajúcich z oteruvzdomého žiaruvzdomého materiálu, ktoré sú obklopené odpichovými rámovacínn tvárnicami (8), pričom je dolný koniec (2) takto vytvoreného odpichového výmenného systému vytvorený hmčekovou tvárnicou (10), na ktorú dosadá posuvná zarážka, uzatvárajúca odpichový otvor (4), v y z n a č u j ú c e s a tý m , že v stene aspoň výmennej rúrky (7), ústiacej vo vnútornom priestore nádoby, sú umiestnené axiálne prebiehajúce, na oboch čelných stranách výmennej rúrky (7 ) ústiace kanály (11), ktoré sú na čelnej strane výmennej rúrky, odvrátenej od vnútomého priestoru nádoby, spojené s privodom (13) plynu.2. Zariadenie podľa nároku l, v y z n a č u j ú c e s a tý m , že výmenná rúrka/výmenné rúrky(7), v ktorej/ktorých stene/stenách sú umiestnené kanály (l l) vedúce plyn, je obklopená/sú obklopená plechovým plášťom z nehrdzavejúcej ocele.3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že kanály (l 1) sú otvor rúrky obklopujúce, radiálne upravené zárezy.4. Zariadenie podľa nároku l alebo 2, V y z n a č uj ú c e s a t ý m , že kanály (1 l) sú otvor rúrky obklopujúce, rovnomeme rozdelené vývrty.5. Zariadenie podľa nároku l alebo 2, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že kanály (11) sú tvorené medzipriestorom, ktorý vzniká, ak je výmenná rúrka (7 ) zostavené z kónicky vytvorenej vnútornej rúrky a z doplnkovo vytvorenej vonkajšej rúrky, a bud vo vonkajšej ploche vnútorného kužeľa (14), alebo vo vnútornej ploche vonkajšieho kužeľa (15) sú umiestnené kanál (11) tvoriace drážky.6. Zariadenie podľa niektorého z nárokov l až 5, v y z n a č u j ú c e s a tý m , že prívod (13) plynu ku kanálu/kanálem (11) majúcemu/majúcim výmennú rúrku/výmenné rúrky (7) ústi v kruhovom priestore (12), ostrekujúcom všetky kanály (11) a umiestnenom pod najnižšie uloženou výmennou rúrkou7. Zariadenie podľa nároku 6, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že prívod (13) plynu pozostáva z rúrky, ktorá ústi nad hmčekovou tvámicou (10) do štrbiny (9) medzi výmennýrni rúrkamí (7) a odpíchovýrni rámovýrni tvárnicanri (8) a odtiaľ je axiálne vedená ku kruhovému priestoru (12).8. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1 až 7, v y z n a č u j ú c e s a tý m , že výmenné rúrky(7 ), ktoré majú kanály (l l), tvoria jednotku.9. Zariadenie podľa niektorého z nároku 1 až 8, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že kovové puzdro metalurgickej nádoby (1) je na rovnakom elektrickom napätí ako rúrky na prívod (13) plynu.10. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1 až 8, v y z n a č uj ú c e s a t ý m , že rúrky na prívod (13) plynu sú izolované proti napätiu, na ktorom je metalurgická nádoba (l).

MPK / Značky

MPK: F27B 3/10, C21C 5/46, B22D 41/50

Značky: trosky, kovovej, odpichu, zamedzenie, taveniny, spoločného, prúdenia, zariadenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/9-286449-zariadenie-na-zamedzenie-spolocneho-prudenia-trosky-pri-odpichu-kovovej-taveniny.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na zamedzenie spoločného prúdenia trosky pri odpichu kovovej taveniny</a>

Podobne patenty