DE2033975C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten eines oxidierenden Gases durch Düsen in einen Konverter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einleiten eines oxidierenden Gases durch Düsen in einen Konverter und richtet sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der FR-PS 14 50 718 ist es bekannt, zur Kühlung der das oxidierende Gas, bei dem es sich um reinen Sauerstoff handeln kann, führenden Düsen durch einen Mantel aus strömenden gasförmigen, oder in Nebelform vorliegenden Kohlenwasserstoffen zu kühlen.

Bei der Verwendung gasförmiger oder in Nebelform vorliegender Kühlmittel zeigt sich aber, daß die Düsennase zwar gegen vorzeitigen Abbrand geschützt werden kann, wenn die Blasgeschwindigkeit des Mantelgases ausreichend hoch gewählt wird, daß aber nach kurzer Zeit Verstopfungen auftreten, die nach den durchgeführten Untersuchungen darauf zurückzuführen sind, daß sich das Schmelzgut im Konverter durch die Einwirkung des Mantelgasstrahles verfestigt und diese sich verfestigende oder verfestigten Schmelzgutteile miteinander teilweise oder ganz wiederum verschmelzen und sich diese Ablagerungen bis zu den Verstopfungen der Düsen aufbauen.

Aufgabe der Erfindung ist es, solche Verstopfungen unter Beibehaltung des Kühleffektes zu vermeiden und gleichzeitig eine bessere Regelbarkeit des Schutzeffektes durch das Mantelmedium zu erzielen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Heizöl oder Erdöl als Mantelkühlflüssigkeit verwendet werden. S Die Einführung flüssiger Kühlmittel als Mantelmedium für in den Konverter einzuführende oxidierende Gase bringt der Fachmann erhebliche Bedenken entgegen. So ist es dem Fachmann beispielsweise "bekannt,

ίο weiche Folgen bei Berührung von flüssigem Stahl mit Wasser zu erwarten sind.

Schüttet man beispielsweise Wasser auf eine Oberfläche eines Metallbades in mäßigen Mengen, so verflüchtigt sich das Wasser sofort, wenn es mit dem heißen Metall in Berührung kommt und der Dampf kann unmittelbar in die freie Atmosphäre austreten. Es gibt keine Explosionsgefahr.

Schüttet man Wasser auf die Oberfläche des Metallbades in großen Mengen, beispielsweise im Falle

μ eines beträchtlichen Lecks in der Wasserzuführung einer Sauerstoffdüse, dann benötigt das Wasser eine gewisse Zeit, bis es verdampft

Wird der Konverter nicht bewegt, dann verbleibt die Wassermenge auf der auf dem Bad schwimmenden Schlacke und verdampft gegegebenenfalls nach einer gewissen Zeit, so daß keine Explosionsgefahr besteht

Bewegt sich der Konverter dagegen, dann gelangt das nicht verdampfte Wasser unter die Schlackenschicht zwischen Metallbad und Schlacke. Die Folge ist eine außerordentlich starke Explosion, weil die sich unter der Schlacke bildende Wassertasche plötzlich bei Berührung mit dem heißen Metallbad verdampft Der Wasserdampf kann nicht austreten, weil er durch die Schlacke nach oben begrenzt ist Schließlich explodiert die Wassertasche, da der Dampfdruck den Widerstand der auf der Wassertasche liegenden Schlackenschicht überwindet Solche Unfälle sind zu mehreren bekannt geworden und haben die Abneigung des Fachmannes gegenüber der Einführung van Flüsigkeiten in flüssige

Metallbäder verstärkt

Läßt man beispielsweise flüssigen Stahl in ein Wasserbassin fallen, so ist ebenfalls eine Explosion die Folge, die sehr heftig sein kann, da Wasser unter den einfallenden Metallmassen eingeschlossen werden kann.

Gleiche Bedenken mußten beim Fachmann auch

gegen die Verwendung flüssiger Kohlenwasserstoffe bestehen, da deren Explosionsgefährlichkeit ohnehin nicht nur dem Gießereifachmann bekannt ist.

Wegen des höheren Kühleffektes bei der Verdamp-

fung von Flüssigkeiten war es für den Fachmann auch nicht vorhersehbar, daß gerade bei der Verwendung von Heizöl oder Erdöl die Möglichkeit gegeben ist, die durch zu starke Kühlung auftretenden Ablagerungen und die daraus folgenden Verstopfungen zu vermeiden.

Es zeigt sich nun, daß die Verwendung von Heizöl oder Erdöl als bis zum Kopf der Düse in flüssiger Form vorliegende Mantelkühlmedium für eine ein oxidierendes Gas in einen Konverter einführende Düse überraschenderweise nicht zu Explosionen führt

Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Heizöl oder Erdöl nur oberflächlich verdampft und diese Dampfschicht die Flüssigkeit vor zu rascher Weiterverdampfung schützt, ein Effekt, der auch als Kalefaktionseffekt bezeichnet wird. Aus der Dampfschicht tritt der freigesetzte Wasserstoff sofort in das Metallbad über, wobei die Dampfschicht laufend aus der von ihr abgedeckten Flüssigkeit ersetzt wird. Dies ist die Erklärung dafür, daß die Gefahr einer Explosion gar nicht auf-

treten kann.

Bei dem verwendeten Heizöl oder Erdöl mag die unterschiedliche Zusammensetzung dieser Flüssigkeiten aus den verschiedensten Arten von Kohlenwasserstoffen noch dazu beitragen, daß es nicht zu einer Volumenvergrößerung, sondern zu einer Beibehaltung des Volumens, mindestens aber zu einer Beseitigung der Explosionsgefahr kommt

Will man Stähle mit geringem Gehalt an Wasserstoff erhalten, dann wird während eines ersten Abschnittes des Einblasens des oxidierenden Gases Heizöl oder Erdöl als Mantelmedium verwendet, wobei in einem zweiten Abschnitt Kohlendioxid als Kühlmittel eingesetzt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, den Einführungsdrack des Ummantelungsmediums beliebig zu ändern und dadurch die Einführungsgeschwindigkeit dieses Mediums so einzustellen, daß es weder zu einem raschen Abbrand der das oxidierende Gas führenden Düse noch zu Verstopfungen an der Düsenn.dse kommt

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht in an sich bekannter Weise aus zwei konzentrischen Rohren und ist dadurch gekennzeichnet, daß im Durchmesser eng aneinander gepaßte Rohre ineinander sitzen und wenigstens auf einer ihrer Berührungsfläche Rillen zum Einleiten des Heizöls oder Erdöls aufweisen. Die Rillen können dabei in Achsrichtung verlaufen, aber auch wendelförmig ausgebildet sein.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Rillen in die Außenfläche des inneren, mit sehr geringem Spiel im äußeren Rohr sitzenden Rohres eingearbeitet. Sie können dabei im Querschnitt kreisförmig, halbkreisförmig oder kreissegmentförmig ausgebildet sein.

Beispielsweise Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in

S F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführung;

F i g. 2 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1;

Fig.3 einen Vert.ikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform und in

F i g. 4 einen horizontalen Schnitt durch die Ausführungsform nach F i g. 3.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 handelt es sich um eine Düse mit geringem Durchmesser, die beispielsweise dazu dient, reinen Sauerstoff zu blasen. Die Düse besteht aus einem Kupferrohr 10 mit einem Innendurchmesser von 3 mm und erjiem Außendurchmesser von 6 mm. Um dieses Kupferrohr ist mit geringem Spiel ein Metallrohr 12 mit einem Innendurchmesser von 6 mm und einem Außcidurchmesser von 8 mm eingeschoben. Auf der Außenfri-che des Innenrohres 10 sind acht geradlinige Rillen 14 mit nalbkreisförmigem Querschnitt und einem Radius von 03 mm eingearbeitet, weiche in einem Winkelabstand von 45° über den Umfang dieses inneren Kupferrohres verteilt sind.

Die Fig.3 und * stellen eine Düse größeren Durchmessers dar. Ein das oxidierende Gas, beispielsweise Sauerstoff, führendes Kupfenohr 16 ist in einem Außenrohr 18 zentrisch angeordnet Der zwischen beiden Rohren verbleibende Ringraum 20 ist derart gewählt, daß die ihn durchsetzende Menge an Heizöl oder Erdöl für eine Sauerstoffmenge von 7—10 NnvVmin ausreicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Einleiten eines oxidierenden Gases durch Düsen in einen Konverter mit Schutz der Düsen durch einen den Strom des oxidierenden Gases umgebenden Mantel aus strömenden Kohlenwasserstoffen, gekennzeichnet durch die Verwendung von Heizöl oder Erdöl als bis zum Kopf der Düse in flüssiger Form vorliegende Mantelkühlflüssigkeit.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Stählen mit niedrigem Wasserstoffgehalt während eines ersten Verfahrensabschnittes Kohlenwasserstoffe und während eines zweiten Verfahrensabschnittes flüssiges Kohlendioxid verwendet werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bestehend aus zwei konzentrischen Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchmesser einander eng angepaßte Rohre (10,12) ineinander sitzen und wenigstens auf einer ihrer Berührungsflächen Rillen zum Einführen des Heizöls oder Erdöls vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen in Achsrichtung verlaufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen wendelförmig verlaufen.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen im Querschnitt kreisförmig, halbkreisförmig oder kreissegmentförmig ausgebildet sind.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bestehend aus zwei konzentrischen Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchmesser einander eng angepaßte Rohre (16, 18) ineinandersitzen und durch über dem Umfang des äußeren Rohres (18) verteilte, nach innen geprägte Vorsprünge im Abstand gehalten sind.