IT8247947A1 - Dispositivo di esclusione di scoria tramite gas compresso per convertitori per la produzione di acciaio - Google Patents

Description

"Dispositivo di esclusione di scoria tramite gas compresso per convertitori per la produzione di acciaio".

RIASSUNTO

Dispositivo di esclusione di scoria del tipo a gas compresso per convertitori per la produzione di acciaio, atto a lanciare aria o gas compresso da un ugello verso il foro di colata del convertitore per acciaio, in modo da forzare indietro nel convertitore per acciaio la scoria che esce dal foro di colata. Il dispositivo ha.una valvola di chiusura, dispc> sta in ima porzione della tubazione di gas ad alta pressione, appena a monte ed in stretta prossimit? dell'ugello. La tubazione per gas ad alta pressione ed una tubazione di alimentazione di fluido di lavoro per manovrare la valvola di chiusura sono collegate a rispettive sorgenti attraverso un giunto rotante in comune od attraverso tubi flessibili indipendenti, cos? che il convertitore per acciaio pu? venire inclinato agevolmente mantenendo la comunicaalone di fluido fra le tubazioni e le rispettive sor genti. Il ritardo di tempo per l'espulsione dell'aria o del gas dall?ugello viene reso minimo grazie alla lunghezza ridotta del passaggio fra la valvola di chiusura e l'ugello.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di esclusione di scoria del tipo ad aria compressa per convertitori per la produzione di acciaio, atto a forzare indietro, mediante applicazione di un gas ad alta pressione, come ad esempio aria pressurizzata, azoto pressurizzato ecc., le scorie che tendono ad uscire dal foro di colata del convertitore insieme con l'acciaio fuso, cos? da impedire che la scoria venga scaricata dal convertitore per acciaio.

Pi? in particolare 1'invenzione riguarda un perfezionamento nel dispositivo di esclusione di scoria del tipo ad aria compressa, in cui pu? venire eliminato il tempo di intervallo o di ritardo del reale inizio del getto d'aria dopo l'apertura della valvola di chiusura per il gas pressurizzato.

Il processo di affinazione in un convertitore per acciaio consiste nell*allontanare impurezze come C, Si, P, S, Mn ecc., contenute in ghisa grezza e rottame, soffiando oss?geno e aggiungendo un fondente come calce. Le dette impurezze vengono separate mediante assorbimento da parte del gas di scarico e della scoria formata. La scoria assorbe principalmente Si, P, Sn, Mn ecc., cos? che le impurezze separate, particolarmente P, vengono fatte ritornare in maniera indesiderabile nell'acciaio fuso cos?

da deteriorare le propriet? dell?acciaio ed influenzare in modo sfavorevole la natura del lingotto di acciaio per eff?tto di inclusione d? scoria, a meno

che la scoria formata venga allontanata ed esclusa

in grado sufficiente durante la spillata.

L'esigenza d? escludere le impurezze cresce in ragion? della attuale diffusione del processo di colata continua. Ci? a sua volta d? luogo al requisito di eliminare completamente una inclusione della scoria

nel metallo fuso durante la spillata.

Nel convenzionale dispositivo di esclusione

di scoria del tipo ad aria compressa, come mostrato nella figura 1 dei disegni annessi,,una valvola di chiusura per il gas pressurizzato ? montata su una tubazione stazionaria in una posizione a 7 fino a

10 metri lontano dall'ugello. Pertanto, questo dispositivo convenzionale ? soggetto inevitabilmente

ad un ritardo di tempo di circa 0,7 fino a l secon

do finch? l'aria pressurizzata riempia completamente la tubazione stazionaria della lunghezza di 7 fino a 10 metri per uscire fuori dall'ugello in modo da forzare realmente indietro la scoria affluente al foro di colata? dopo che l'alimentazione del gas pressurizzato ? iniziata aprendo la valvola di chiusura in seguito alla rivelazione dell'efflusso della scoria. D? conseguenza, una parte della scoria scorre inevitabilmente nell'acciaio fuso in modo da deteriorare la qualit? del lingotto di acciaio.

In vista della attuale richiesta sopra menzio nata,il detto problema viene considerato essere di gravit? notevole. Infatti, oltre al ritardo di tempo\sopra menzionato di 0,7 fino a 1 secondo, attribuibile alla lunghezza d?lia tubazione in cui scorra 11 gas? sono inevitabili nell'attuale funzionamento del Convertitore per acciaio i seguenti ritardi di tempo: precisamente, un ritardo di rivelazione finch? il segnale di apertura di valvola viene emesso dopo rivelazione del flusso di scoria che segue il "" metallo fuso, in modo visivo o per mezzo di un sensore, un ritardo di trasmissione finch? il segnale ? trasmesso alla valvola, ed un ritardo di azione della valvola finch? la valvola ? sufficientemente aperta dopo ricezione del segnale di apertura di valvolaLa somma del ritardo di rivelazione, del ritardo di trasmissione e del ritardo di azione di valvola ? di circa 0*5 secondi? Pertanto, il ritardo totale di tempo ha una entit? di 1,2 fino a 1,5 secondi cos? c?e una quantit? considerevolmente grande di scoria viene scaricata inopportunamente in modo da unirsi all'acciaio fuso?

Di conseguenza, uno scopo dell'invenzione ? di fornire un dispositivo di esclusione di scoria a gas compresso, in cui la valvola di chiusura per il gas pressurizzato S disposta in vicinanza dello ugello in maniera che viene sostanzialmente eliminato il ritardo di tempo finch? il gas pressurizzato venga scaricato dopo la rivelazione dell'efflusso di gas dal foro di colata, cos? da superare i problemi sopra descritti della tecnica antecedente. A tale scopo, secondo l'invenzione viene fornito un dispositivo di esclusione di scoria del tipo a gas compresso per convertitori per la produzione di acciaio, il quale dispositivo comprende: una tubazione per gas pressurizzato, atto ad alimentare un ugello per gas pressurizzato,diretto verso un

il foro di colata di/convertitore per acciaio, una valvola di chiusura per interrompere selettivamente l'efflusso del gas pressurizzato, e disposta in una posizione della tubazione di gas pressurizzato, vicina all'ugello, ed una tubazione di alimentazione di fluido di lavoro per alimentare un fluido per manovrare la valvola di chiusura, la tubazione di alimentazione del fluido di lavoro essendo collegata con

la valvola di chiusura attraverso un giunto rotante attaccato al perno di articolazione del convertitore, oppure attraverso un tubo flessibile.

li?invenzione verr? meglio descritta in appresso

in base a sue realizzazioni preferite facendo riferimento ai disegni annessi, nei quali:

la figura 1 ? una vista prospettica di un convenzionale dispositivo di esclusione di scoria del tipo

ad aria compressa per un convertitore per la produzione di acciaio;

la figura 2 ? una vista prospettica di un dispositivo d? esclusione <li scoria del tipo a gas compresso secondo una realizzazione dell?invenzione;

la figura 3 mostra il dettaglio d? un esempio

di un ugello nel dispositivo mostrato nella figura

2, nella posizione in cui il convertitore per acciaio ? inclinato;

la figura 4-? una vista in elevazione frontale dell'ugello mostrato nella figura 3;

le figure 5 e 6 sono illustrazioni del metodo convenzionale di esclusione di scoria per il foro di colata di un convertitore per acciaio;

la figura 7 ? una vista in sezione di un esempio di una valvola di chiusura della predente invenzione;e le figure 8 e 9 sono viste prospettiche di realizzazioni differenti da quella mostrata nella figura 2.

Riferendosi alla figura 2, un dispositivo di esclusione di scoria del tipo a gas compresso secondo una realizzazione dell'invenzione ha un ugello 3 atto a lanciare gas pressurizzato> come ad esempio aria compressa, azoto o simile? verso il foro 2 d? colata di un convertitore 1 per acciaio. L?ugello 3 ? collegato? attraverso una tubazione 4 per aria di altoforno, con il tubo di uscita (non mostrato) di un giunto rotante 13? attaccato al perno di articolazione del convertitore 1. Una valvola 11 di chiusura ? disposta in una porzione della tubazione 4 per l'aria, disposta sul lato immediatamente a mon te dell'ugello 3- D'altro canto, il tubo di entrata del giunto rotante 13 ? collegato con una tubazione 6 di introduzione diaria, collegate tramite un ricevitore 4 per aria con una sorgente 10 di ?ria compressa, Una valvola 8 regolatrice di pressione ? disposta in una porzione intermedia della tubazione 6 di introduzione di aria.

La valvola 11 di chiusura ? atta a venire fatta funzionare tramite un fluido che viene alimentato attraverso una tubazione 12 di alimentazione di fluido di lavoro. La tubazione 1? alimentatrice di fluido di lavoro ? collegata, attravers? il giunto rotante 1J5 e tramite una valvola 14 attuata da solenoide ed una valvola 15 riduttrice di pressione, con una sorgente 16 del fluido di lavoro. In qualche caso la tu-r bazione 12 alimentatrice di fluido,di lavoro ? prevista in doppio. Per chiarezza di disegno ? mostrata solo una di tali tubazioni.

Le figure 3 e 4 mostrano il dettaglio della porzione di ugello del dispositivo mostrato nella figura 2. Pi? specificamente, la figura 3 mostra la costruzione della porzione di ugello nello stato in cui il convertitore per acciaio ? inclinato, mentre la figura 4 ? una vista in elevazione frontale della medesima. Usualmente, la porzione di ugello ? disposta nella posizione arretrata mostrata con linee trajt teggiate nella figura 4. La porzione di ugello viene mantenuta in tale posizione anche durante la spillata,per evitare spruzzi. Immediatamente, prima del completamento della spillata, l'ugello viene portato nella posizione operativa mostrata con linee continue, e viene fatto funzionare in modo da emettere un getto di gas compresso quando viene osservato Io scarico di scoria.

L'ugello 3 per lanciare il gas compresso ? collegato ad un tubo oscillante 28 che a sua volta ? collegato tramite il giunto rotante 29 con le tubazione 4 per 1'ariavsituata sul corpo del convertitore. Il tubo oscillante 28, insieme con l?ugello 3 di lancio, ? atto a venire fatto oscillare per inalzo di un cilindro oscillante 30. Pi? precisamente, l'ugello 3 ed il tubo oscillante 28 vengono fatti oscillare come un tutto unipo intorno al giunto rotante 29 quando il pistone del cilindro oscillante 30 viene fatto avanzare ed arretrare. Il cilindro oscillante 30 ed'"il giunto rotante 29 sono montati su una staffa 31 la quale a sua volta ? fissata mediante saldatura al convertitore 1 peracciaio.

A questo riguardo, occorre rivolgere l?attenzione alle figure 5 ? 6 che mostrano un sistema convenzionale che assomiglia a quello dell?invenzione sopra illustrata. Hel detto sistema convenzionale, un cilindro 32 inizia a funzionare solo dopo la rivelazione dell'efflusso di scoria dal foro di colata successivamente al metallo fuso, in m?do da far oscill?re un ugello 33 entro il foro 34 di colata cos? da terminare l'operazione. Pertanto, la maggior parte del periodo di tempo fra il momento della rivelazione e la interruzione della ecoria ? occupata dal tempo richiesto per il funzionamento del cilindro 52* ??*intervallo di tempo richiesto per il funzionamento del cilindro ? circa 1 secondo come minimo. Un moto troppo veloce del detto cilindro provoca un danno sul cilindro a cau?a dell'inerzia,cos? che vi ? un limite pratico nell?accorciare il tempo di funzionamento.

Nel convertitore per acciaio fino_ad ora usato il foro 34 di colata si consuma,cos? da aumenter? il suo diametro durante un uso prolungato. In eff?tti, il diametro del foro di colata, che ? di 150 mm all'inizio, cresce rapidamente fino a 300 mm alla fine del periodo di funzionamento. Inoltre l'usura del-foro di colata non procede uniformemente sulla intera circonferenza del foro di colata, cos? che la sagoma del foro di colata si approssima ad un ovale quando il convertitore per acciaio viene usato per lungo tempo. Il foro di coluta consumato,avente una sagoma ovale?influenza sfavorevolmente il comportamento di intercettazione di scoria.

da osservare che mediante la presente invenzione i detti problemi vengono completamente oliminati e viene assicurata una elevata prestazione di esclusione di scoria?

Precisamente, l'ugello nel dispositivo di esclusione di scoria dell'invenzione si distingue per il fatto di essere del tipo senza contatto. Infatti, come si vede dalla figura 3, l'ugello 3 non tocca direttamente il metallo fuso effluente dal foro di colata n? il foro di colata stesso. Pi? spec?ficamente, la posizione dell'ugello nel momento di completamento della spillata ? scelta in modo che l'ugello ai trova di fronte al foro di colata con un angolo ? di 20 fino a 70?, e la distanza L dal foro di colata varia fra 200 e 700 mm, cos? che l?ugello non tocca mai il flusso di acciaio fuso* Quindi, secondo l'invenzione ? possibile interrompere lo scarico di scoria in un periodo di tempo molto breve, richiesto per lanciare il gas compresso. Per abbreviare ulteriormente la durata di tempo per escludere la scoria onde ottenere una pi? elevata prestazio ne di esclusione di scoria, secondo l'invenzione ? possibile disporre una valvola 11 di chiusura in stretta prossimit? dell?ugello.

La figura 7 mostra la costruzione della valvola di chiusura azionata tramite aria compressa come nel caso della realizzazione mostrata nella figura 2.

La valvola 11 di chiusura ha un organo 19 di valvola atto a cooperare,coli u&* sede 20 di valvola nel-1*aprire e chiudere la valvola 11. L'organo 19 di valvola ? collegato direttamente ad un pistone 18

in un cilindro 17-La figura 8 mostra un'altra realizzazione in cuii oltre alla valvola 11 di chiusura disp?sta in stretta vicinanza dell'ugello 3? una valvola pilota

7 di chiusura ? disposta nella tubazione stazionaria come nel caso della valvola di chiusura secondo la tecnica antecedente mostrata nella figura 1. Nella pre~ sente realizzazione? per eliminare il ritardo di tem po nell'intercettare il flusso della scoria? attribuibile alla grande distanza di 7 fino a 10 metri fra l'ugello 3 e la valvola pilota 7 di chiusura, la tubazione 6 di introduzione d'aria e quindi la tubazione 4 per l'aria sono collegate, attraverso una tubazione 21 di aria a bassa pressione avente una valvola intermedia 22 a solenoide di chiusura per aria a ba? sa pressione, con una tubazione principale 23 di aria a bassa pressione avente una pressione compresa fra 3 e 7 ata,usualmente disponibile in officine.

La valvola 22 a solenoide viene usata per caricare normalmente fino ad una pressione di 3 fino a 7 ata lo spazio nella tubazione fra la valvola pilota 7

di chiusura e la valvola 11 di chiusura in vicinanza dell'ugello 3? Le valvole 7 e 11 di chiusura vengono mantenute chiuse fino ad un momento immediatamente prima dell'esclusione del flusso di scoria, mentre la valvola 22 a solenoide viene mantenuta aperta.

Hell 'operazione di esclusione del flusso di scoria, la valvola pilota 7 di chiusura e la valvola 11 di chiusura vengono aperte simultaneapente,men tre la valvola 22 a solenoide viene chiusa per impedire che aria ad alta pressione, giungente dal ricevitore 9, fluisca indietro entro la tubazione principale 23 per aria a bassa pressione, del sistema alimentatore di aria compressa dell'officina.

Il giunto rotante usato nel dispositivo della presente invenzione puh essere del tipo illustrato nella domanda di brevetto giapponese pubblicata 144-949/79, depositata dalla stessa Richiedente. Precisamente,

il giunto rotante impiegato nella presente invenzione potrebbe essere costruito in modo da permettere l'alimentazione simultanea di diversi tipi di fluido.

La figura 9 mostra un'altra realizzazione dell'invenzione, in cui al posto del giunto rotante 15 della realizzazione precedente vengono usati tubi flessibili 23 e 26. Precisamente, in questa realizzaz?one, la tubazione 4 per aria di altoforno e la tubazione 6 d'immissione d'aria sono collegate fra loro tramite il tubo flessibile 2J?? e la tubazione 12 di alimentazione d? fluido di lavoro ? collegata con la valvola 14 di chiusura attraverso il tubo flessibile 26, cos? che il convertitore per acciaio pu? venire inclinato agevolmente mantenendo la comunicazione di fluido fra la valvola di chiusura e la sorgente del gas compresso. Un numero 27 di riferimento indica un tamburo di avvolgimento per i tubi flessibili, mentre 24 indica una puleggia. Quando il convertitore per acciaio viene inclinato, i tubi flessibili 25 a 26 vengono avvolti sul tamburo 27 di avvolgimento dei tubi flessibili,montato sul perno di articolazione del convertitore. E' cos? possibile inclinare il convertitore per acciaio mentre viene mantenuta una soddisfacente comunicazione per il fluido.

Nel funzionamento del dispositivo di esclusione di scoria della realizzazione mostrata nella figura 2, la tubazione per aria di altoforno e la tubazione 6 di introduzione d'aria vengono caricate in precedenza con aria ad una pressione di 3 fino a 7 ata, regolata dalla valvola 8 regolatrice di pressione. Quando viene rivelato uno sc?rico di scoria dal foro di colata dopo il flusso di metallo fuso, la valvola 14 a solenoide di comande viene attivata per aprire la valvola 11 di chiusura cosi da far uscire aria compressa dall'ugello 3 di lancio di gas compresso.

Come ? stato descritto, nel dispositivo di esclusione di scoria secondo l?invenzione, la distanza fra l?ugello ? per lanciare gas compresso e la valvola 11 di chiusura ? molto minore di quella fra lo ugello e la valvola 7 di chiusura, disposta nella tubazione stazionaria del convenzionale dispositivo di esclusione,di scoria mostrato,nella figura 1. Pertanto, secondo l'invenzione ? possibile lanciare dal. l?ugello 3 il gas compresso essenzialmente in concomitanza con l'apertura della valvola 11 di chiusura.

Per far funzionare senza intralci il dispositivo di esclusione di scoria ? necessario che una prestabilita pressione di aria venga mantenuta nel ricevitore 9 tramite l?alimentazione di aria compressa a partire dalla sorgente di aria compressa. Se vi ? una perdita di aria,per esempio in una valvola del la tubazione per l?aria, la pressione nel ricevitore si abbassa in maniera inopportuna, dando luogo ad uno spreco di aria compressa. Nella realizzazione mostrata nella figura 3 ? quindi necessario che la valvola 11 di chiusura eia costruita in modo da eliminare completamente una perdita di aria. Considerando che la valvola 11 di chiusura viene usata nell'area prossima al convertitore per acciaio, dove la temperatura ? molto elevate, ? necessario impiegare come valvola 11 di chiusura una valvola avente una elevata prestazione e che ? progettata e costruita in modo da eliminare qualsiasi perdita di aria. La realizzazione mostrate nella figura 8 ? tuttavia completamente esente dal problema delle perdite poich?, in questo caso, vi ? una alimentazione con tinua di aria a bassa pressione verso il lato a monte della valvola 11 di chiusura- Precisamente, tutto ci? che ? richiesto ? che la valvola 11 di chiusura venga aperta prontamente con minimo ritardo, e una leggera perdita di aria attraverso essa ? accettabile. Nella realizzazione mostrata nella figura 8, il mantenimento della pressione nel ricevitore viene assicurato tramite la valvola pilota 7 di chiusura. La valvola pilota di chiusura non ha bisogno di essere del tipo a risposta rapida- Precisamente, ? accettabile un certo ritardo di tempo finch? la valvola pilota 7 di chiusura sia completamente aperta. Nel frattempo, l'aria a bassa pressione viene alimentata dal circuito di aria a bassa pressione in modo da precaricare la tubazione di soffiaggio di aria del dispositivo di esclusione di scoria, del tipo ad aria compressa.

Pertanto, la realizzazione mostrata nella figura 8 offre vantaggi come facile reperibilit? della valvola in ragione dell'esigenza meno severa riguardo ad una struttura a prova di perdite, aumentata affidabilit? di funzionamento del dispositivo di esclusione di scoria del tipo ad aria compressa nel suo complesso ecc., sebbene la costruzione sia un p? pi? complicata in confronto alla realizzazione mostrata nella figura 2.

La realizzazione mostrata nella figura 8 pu? venire utilizzata perfino in una officina avente un piccolo margine di capacit? di sorgente di aria a bassa pressione, poich? l?aria a bassa pressione viene usata solo per caricare lo spazio limitato nella tubazione 4 per aria di altoforno fra la valvola li di chiusura e la valvola pilota 7 di chiusura, e nella tubazione 6 di introduzione d'aria, cos? che il . consumo di aria a bassa pressione ? trascurabilmente piccolo. In officine ordinarie, una tale tubazione 25 per aria a bassa pressione ? situata in un punto qualsiasi dell'officina, cos? che la disposizione mostrata nella figura 8 pu? venire realizzata economicamente e semplicemente collegando il dispositivo di esclusione di scoria con la tubazione 25 di aria

Claims (3)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo di esclusione del tipo ad aria compressa per convertitori per la produzione di acciaio, avente un ugello per lanciare un gas pressurizzato verso il foro di colata del convertitore per acciaio, cos? da forzarindietro nel convertitore d? acciaio la scoria che tende ad accompagnare l'acciaio fuso, il quale dispositivo comprende: una valvola di chiusura disposta in una tubazione per gas ad alta pressione alla quale ? collegato il detto ugello, la detta valvola di chiusura essendo disposte ir? stretta prossimit? dell'ugello e montata sostanzialmente sul convertitore per acciaio; una tubazione di alimentazione di fluido di lavoro, collegata in corrispondenza di una sua estremit? con la detta valvola d? chiusura e* in corrispondenza della sua altra estremit?, con una tubazione che parte dalla sorgente di un fluido d? lavoro per far funzionare detta valvola di chiusura: ed un giunto rotante per collegare la tubazione di alimentazione di fluido di lavoro e una tubazione per gas ad alta pressione con rispettive sorgenti. e previsto sul perno di articolazione del con vertitore per acciaio nonch? atto a permettere che 11 convertitore per acciaio venga inclinato agevolmente pur mantenendo una comunicazione di fluido fra le dette tubazioni e le rispettive sorgenti, per cui pu? venire eliminato il ritardo di tempo dell'espulsione,dal detto ugello del detto fluido pressurizzato? ?.

Dispositivo di esclusione di scoria del tipo ad aria compressa per convertitori per la produzione di acciaio, avente un ugello per lanciare un gas pressurizzato verso il foro di colata del convertitore per acciaio onde forzare indietro nel convertitore per acciaio la scoria che tende ad accompagnare l'acciaio fuso, secondo la rivendicazione 1. il quale dispositivo ? caratterizzato da ci? che esso comprende? una valvola pilota di chiusura, disposta in una porzione di una tubazione per gas ad alta pressione.alla quale ? collegato il detto ugello,a monte del perno di articolazione del convertitore per acciaio, ma a valle di una valvola regolatrice di pressione-, ed una tubazione per aria a bassa pressione, collegata con la porzione della tubazione per gas ad alta pressione fra il detto perno di articolazione e la detta valvola pilota di chiusura, e che parte da una tubazione per aria a bassa pressione nell?officina, la detta tubazione per aria a bassa pressione essendo munita di una valvola normalmente aperta per caricare la tubazione per aria ad alta pressione con l'aria a bassa pressione alimentata dalla tubazione per aria a bassa pressione dell'officina*

3. Dispositivo di esclusione di scoria del tipo ad aria compressa per convertitori per la produzione di acciaio secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui la tubazione per gas ad alta pressione collegata con la detta valvola di chiusura include un tubo fless?bile? mentre la tubazione per il fluido di lavoro per alimentare la valvola di chiusura con flu? do di lavoro include un altro tubo flessibile, i detti tubi flessibili essendo atti a venire avvolti da almeno un tamburo d? avvolgimento quando il convertitore per acciaio viene inclinato, cosi da consentir? una inclitazione agevole del convertitore per acciaio .