NO126867B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å beskytte foringen i roterende ovner.

Ved metallurgiske smelte- og raffine-ringsprosesser er det ofte vanskelig å opp-nå en tilstrekkelig holdbarhet av ovnsforingen. Dette er særlig tilfelle ved behandling i ovner av smeltete metaller ved hjelp av gasser som er rike på oxygen, som blåses på overflaten av eller i smeiten for å frembringe en ønsket oxydasjon av visse bestanddeler av metallet og på samme tid for å utvikle den nødvendige varme for prosessen. Vanligvis er denne varmeutvikling så sterk at det er nødvendig å anvende tilsetninger av et eller annet materiale under prosessen for å motvirke for høye temperaturer. Slike tilsetninger kan være av typen slaggdannende stoffer, i det ve-sentlige kalk, avfalls jern, som skal smel-tes av den overskytende varme, og jernoxyd (malm) som derpå reduseres til me-tallisk jern under forbruk av slik overskytende varme. Men selv om middelstempe-raturen i smeiten ved slike forholdsregler holdes ved et slikt nivå at den er innenfor det område som er nødvendig for proses-sens gjennomførelse, og som skal være tilstrekkelig lav til å holde angrepet på foringen innenfor rimelige grenser, så oppnåes det ikke noen garanti mot lokal overopphetning, særlig i det område eller den sone av ovnen, hvor reaksjonen med oxygen primært finner sted, og at utstrålin-gen fra nevnte område overfører over-skuddsvarme til foringen og herved be-virker lokale ødeleggelser. En slik lokal overopphetning av foringen forårsakes også av de varme gasser som unnviker fra kontaktoverflaten mellom oxygenstrålen

og smeiten, hvilke gasser som i det vesent-

lige inneholder oxygen og carbonmonoxyd, forbrennes i atmosfæren over smeiten og herved forårsaker en ytterligere temperaturøkning. !

Foreliggende oppfinnelse har som ho-vedformål å unngå de ovennevnte ulemper.

For dette øyemed og andre øyemed, som vil fremgå av den følgende beskrivelse vedrører foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å beskytte foringen på roterende ovner ved behandling i ovnen av smeltete metaller, særlig jern og stål, ved hjelp av gasser som er rike på oxygen som blåses ovenifra i kontakt med smeiten gjennom at et fast stoff i finfordelt form, såsom kalksten, brent kalk og jernmalm, innføres i ovnen på en slik måte at i ovnens gassrom mellom den varmeste del av smelteoverflaten, dvs. den del eller det område, hvor de innførte gasser kommer i reaktiv kontakt med smeiten, og ovnsveggene over smeiten dannes et teppe som opptar stråling fra smeiten.

Det faste stoff i finfordelt form som skal anvendes i henhold til foreliggende oppfinnelse, kan velges fra gruppen om-fattende slaggdannende stoffer, særlig kalk eller kalksten, jernoxyd (malm) og jern, og disse faste stoffer findeles til en passende kornstørrelse. I første rekke skal det velges slike midler innenfor de angitte klasser som kreves for prosessen eller som utøver en gunstig virkning på denne.

Det faste stoff i finfordelt form kastes eller blåses inn i ovnen atskilt eller særskilt fra oxygenstrålen og på en slik måte at de bortleder gassene som unnviker fra det varmeste område, fra gassenes opp-rinnelige strømningsretning mot ovnsveggen og på denne måte bevirke den kombi-nerte effekt, av de avkjøler de varme gasser og avskjærer dem fra å overføre varme ved konveksjon, og dessuten også en av-skjæring av varmestrålingen ved at de faste partikler som svever i ovnsatmosfæ-ren, absorberer varme og i en mindre ut-strekning reflekterer den utstrålte varme tilbake til smeiten. De faste midler kan imidlertid også innføres med oxygenstrålen eller på annen måte rettes mot det varmeste område av smelteoverflaten, slik at det dannes et mer eller mindre porøst lag på nevnte overflate eller en suspen-sjon av faste partikler over overflaten. Sluttelig er det naturligvis også mulig å blåse eller kaste nevnte faste hjelpemid-ler mot ovnsveggene slik at de dessuten delvis danner et beskyttende lag på veggene og særlig på slike deler av veggene som ellers ville bli utsatt for risiko for overopphetning.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives mer detaljert under henvisning til hosføyede tegning, som viser en roterende ovn som er konstruert for utførelsen av foreliggende fremgangsmåte.

, Den roterende ovn 1 omfatter en me-tallisk kappe utstyrt med en indre utforing 3 og anordnet i en bære- eller understøttel-sesring 5, forsynt med to løpeflater 7. Ved roteringen av ovnen beveges hver løpe-flate på et par valser eller lederuller 9, som er lagret i lagrene 11, som er festet til understellet eller vuggen 13, som er montert i lagrene 15 ved hjelp av akseltappene 17, slik at hele ovnen kan tippes i forskjellige stillinger som er skikket for charge-ring og tapning såvel som for varmebehandlingen. En av lederullene 9 drives av en motor 19 over tannhjulene 20, 21. Stopp-valser 23 som er dreibart lagret på boltene 24 er anordnet på understellet, slik at de kan gripe inn i kontaktdelene på ringen 5 for å hindre at ovnen skal kunne forskyves aksielt ved tippingen. Ovnen er utstyrt med en eneste åpning 25, som befinner seg midt i den ene endevegg. En avløpsgasshette 27 er anordnet med en klaring av ca. 1 dm foran denne åpning når ovnen er anordnet i stilling for varmebehandlingen med en skråning av f. eks. 15—20°. Hetten er utstyrt med en kjølekappe 29, utstyrt med et vanninnløp 30 og et utløp 31.

Montert på hetten er to (kopper) blåse-former, en vanlig blåseform 33 og en blåseform 36 for stoff i finfordelt form. Begge disse er vannkjølte som antydet ved vanninnløpene 34 og 37, og utløpene 35 og 38. Gass som er rik på oxygen, tilføres til røret 32 til blåseformen 33 gjennom den bøyelige ledning 39. Blåseformen 36 er utstyrt med et indre rør 40, som er forbundet til en bøyelig ledning 41, som er festet til utløpsrøret 43 til et kalksuspenderingsap-parat 45. Dette apparat består av en behol-der som ved toppen er forsynt med en kalk-tilmatningssluse 46 og ved sin bunndel en rist 47 og under denne rist et trykkgass-innløpsrør 49, utstyrt med en ventil 50' for tilføring av gass for fluidisering av kalken som tilføres til risten fra nevnte sluseinn-retning. Et annet trykkgassinnløpsrør 51, utstyrt med en ventil 52, er ført inn i be-holderen ved et passende nivå over risten for å tilføre tilmatningsgass, om nødvendig foruten den gass som tilføres gjennom led-ningen 49. Ovnen kan tappes til en bevege-lig støpeøse eller innretning 55. Den nød-vendige mengde av trykkgass skal bare andra til noen få (mindre enn 10) kubikk-meter per tonn av innført pulver, slik at mengden av gass som forlater ovnen bare vil bli økt lite som følge av tilførselen ved pnevmatiske midler. Hvis det er ønskelig å unngå innføringen av oxygen og nitro-gen i ovnsrommet ved denne prosess, er det mulig å anvende andre gasser enn luft, f. eks. kulldioxyd.

Oppfinnelsen skal nu beskrives i forbindelse med dens anvendelse ved en oxy-dasjonsbehandling av råjern ved hjelp av oxygen i en ovn med basisk utforing og av den art som er vist på tegningen, men det tør være klart at prinsippene for den be-skrevne fremgangsmåte også kan anvendes ved alle slags smelteprosesser i roterende ovner. Som angitt ovenfor fåes det en betydelig varmeutvikling ved raffinerings-prosessen av råjern ved hjelp av oxygen i en roterende ovn som følge av oxydasjonen av de forskjellige bestanddeler i råjernet. Ytterligere varmeutvikling kan oppstå ved forbrenningen av kullstoffmonoxydet som dannes i prosessen med oxygen til kull-stoffdioxyd over overflaten av badet. I øyemed å forhindre at temperaturen i badet skal få en forhøyet verdi er det mulig å tilsette et kjølemiddel. Passende kjølemidler er kalk, som også kreves for å gi den resulterende slagg en ønsket grad av basisitet, og avfallsjern eller jernmalm, hvilket sist-nevnte reduseres og absorberer varme under prosessen, hvorfor det har en temmelig sterk kjølende virkning. Angrepet på ovnsforingen, som vanligvis består av mag-nesit eller dolomit, er meget betydelig ved denne prosess, som krever en høy temperatur. Som følge av anvendelsen av gasser som er rike på oxygen, vil temperaturen i hovedreaksjonssonen være bemerkelsesver-dig høy og ved forbrenningen av den utvik-lete kullstoffmonoxyd i ovnsrommet over overflaten av badet, blir gassene meget varme.

I henhold til en foretrukket utførelses-form av oppfinnelsen blåses eller kastes i det minste en del av den nødvendige kalk i kornet eller pulverformet tilstand på ovnens vegg i den sone som er mest utsatt for angrep. På denne måte oppnåes en effektiv kjøling, og på samme tid vil kalken, som vil kunne ha festet seg til veggene, beskytte veggen også mot kjemiske angrep fra den resulterende slagg og isolere den imot varmeoverføring. Levetiden for ovns-utforingen kan på denne måte økes ganske betraktelig og videre utføres tilføringen av kalken på en måte som er i høy grad hensiktsmessig for prosessen. Kalken kan be-stå av brent kalk eller ofte med særlig fordel av kalksten, som har en ytterligere kjølende virkning som følge av dissosierin-gen. Det er naturligvis mulig å tilsette fin-malt jernmalm, som også forbruker varme ved kjemisk reaksjon. Kornstørrelsen av kjølemidlet som tilsettes på denne måte, skal ikke være for høy, men på den annen side må materialet ikke ha en slik finkorn-størrelse at en merkbar del av den vil følge avgassene fra ovnen. Kornstørrelsen skal prinsipielt være mindre enn 10 mm og fortrinsvis mindre enn 5 mm, men skal på den annen side ikke underskride 0,5 mm.

Beskyttelsen av ovnsforingen skal naturligvis i første rekke finne sted i den sone aksielt i ovnen, hvor varmeutviklin-gen er størst og således risikoen for angrep på ovnsforingen er mest alvorlig. Strålen av det finfordelte faste stoff ledes således fortrinsvis mot den øverste del av den roterende ovnsvegg, men strålen kan også ledes på veggen på en side nærmere overflaten av badet. Når temperaturen stiger særlig sterkt i ovnsrommet over badet, kan det være hensiktsmessig å lede strålen på veggen, som stiger opp umiddelbart over overflaten av badet, men den mest hen-siktsmessige føring eller ledning av strålen skal naturligvis finnes frem til i hvert enkelt spesielle tilfelle. Det er også mulig å lede strålen på den del av overflaten av badet, som har den høyeste temperatur, hvorved en betydelig reduksjon av utstrå-lingen fra badet og dettes nærhet oppnåes.

En viss verdifull skjærende virkning av det innførte finfordelte faste stoff oppnåes, mens dette passerer gjennom gass-rommet i ovnen, og ved spredning av strålen av kjølemidlet kan det oppnåes en merkbar reduksjon av varmestrålingen på ovnsveggen.

Det har vist seg at en særlig god effekt oppnåes ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte, når rotasjonshastigheten av ovnen er temmelig høy, overskriden ca. 5 omdreininger pr. minutt.

Mengden av det finfordelte faste stoff som skal tilsettes i hvert enkelt tilfelle, kan lett fastslåes ved forsøk, men som re-gel er det mulig å beregne den nødvendige mengde med rimelig nøyaktighet. Ved oxy-dasjonsbehandling av basisk Bessemer råjern av normal sammensetning vil det vanligvis kreves en kalktilsetning av størrel-sesorden ca. 130—140 kg pr. tonn råjern og omtrent den sammen mengde jernmalm. Når det anvendes en ovn av 2,5 m i indre diameter og med en kapasitet av 25 tonn og når prosessen utføres i løpet av 35 mi-nutter, vil således middelstilsetningen av malm og kalk andra til ca. 200 kg pr. minutt. En slik stor mengde er ikke nødven-dig for kjøling av den foreliggende overflate, men det er ikke desto mindre hensiktsmessig å tilsette hele mengden av de nødvendige tilsetninger på denne måte, hvorved det oppnåes en kontinuerlig char-gering under prosessen.

Oppfinnelsen vedrører særlig oxyda-sjonsbehandling av råjern og særlig prosesser, hvor oxydasjonsbehandlingen utfø-res ved hjelp av gasser, som er rike på oxygen, men den kan fordelaktig også anvendes i forbindelse med andre prosesser for smeltning av metaller i en roterende ovn, hvor en effektiv beskyttelse mot angrep på ovnsforingen er av viktighet.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for å beskytte foringen på roterende ovner ved behandling i ovnen av smeltete metaller, særlig jern og stål, ved hjelp av gasser som er rike på oxygen som blåses ovenifra i kontakt med smeiten, karakterisert ved at et fast stoff i finfordelt form, såsom kalksten, brent kalk og jernmalm, innføres i ovnen på en slik måte at i ovnens gassrom mellom den varmeste del av smelteoverflaten, dvs. den del eller det område, hvor de innførte gasser kommer i reaktiv kontakt med smeiten, og ovnsveggene over smeiten dannes et teppe som opptar stråling fra smeiten.

2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at kjølemidlet innføres slik at det støter mot ovnsveggen.