NO831649L - Fremgangsmaate for aa minske medfoering av slagg ved tapping av metall fra ovner - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å minske med-føring av slagg ved tapping av smeltet metall fra en ovn.

Det er ønskelig for å forbedre utvinning av tilset-ninger til støpeøsen og for å forbedre kontrollen med desoxydasjonen ved fremstilling av stål å redusere med-føringen av slagg med det smeltede metall til et minimum efterhvext som metallet tappes fra ovnen. Forskjellige stengeinnretninger er blitt anvendt for å tilstoppe tappehullet i BOP- og Q-BOP-ovner for å hindre drenering av slagg ved begynnelsen av tappingen når ovnen først tippes nedad for å tømme ut metallet. Imidlertid går mesteparten av slaggen over i støpeøsen på grunn av at den blir oppfanget med metallet i en hvfirvel som dannes ved innløpet til tappehullet når den siste porsjon av metall tappes fra ovnen.

To forskjellige metoder er blitt fulgt for å løse det sistnevnte problem. Ifølge én av disse metoder blir en innretning som befinner seg på utsiden av ovnen, benyttet for fysikalsk å avstenge strømmen når slaggen begynner å strømme ut av tappehullet. En annen metode har vært i ovnen å inn-føre en flytbar stenginnretning som flyter på slagg-metallgrenseflaten og blir plassert i tappehullet. Disse flytbare stengeinnretninger oppviser imidlertid den ulempe at de er tilbøyelige til å sveises fast til tappehullsveggen og er vanskelige å fjerne og krever utbrenning .med en oxygenlanse. Dette øker også slitasjen av selve tappehullet. Eksempler

på tidligere flytbare stengeinnretninger er vist i Stahl und Eisen, 90, s. 257-263,og i japansk patentsøknad 47-20803.

Det tilveiebringes ifølge oppfinnelsen en fremgangsmåte for å redusere medføringen av slagg ved tapping av smeltet metall fra en ovn gjennom et tappehull til et minimum, hvor det på overflaten av

smeltet slagg og metall i ovnen og innenfor et område over tappehullet slippes ned et legeme med en densitet som ligger mellom densiteten for det smeltede metall og slaggen i ovnen og har et tverrsnitt med en minste dimensjon som er større enn den største dimensjon av tverrsnittet for tappehullets åpning, smeltet metall tappes fra ovnen gjennom tappehullsåpningen, og strømmen gjennom tappehullet blir der-

efter stengt for å hindre at slagg føres med på metallet som allerede er blitt tappet fra ovnen, og fremgangsmåten er særpreget ved at det anvendes et legeme med likesidede, generelt plane flater med skjæringslinjer som er innrettet til å komme på plass i tappehullet slik at

legemet stenger 20-80% av tappehullsåpningen når legemet kommer på plass i tappehullsåpningen, og ved at tilstanden for strømmen som kommer fra tappehullet overvåkes for å oppnå en indikasjon på utvidelse av strømmen når legemet kommer på plass i tappehullet.

For anvendelse ved fremstilling av stål er et legeme med en densitet av 3320-6090 kg/m 3 foretrukket. Legemet er laget av et materiale som er i det vesentlige uoppløselig i det smeltede metall og i slaggen.

Legemet har fortrinnsvis en største dimensjon i en hvilken som helst retning av 13-30 cm og er innrettet for å stenge 20-80% av en rund tappehullsåpning med en diameter av 10-25 cm når en skjæringslinje for legemets flater befinner seg sentralt i dette. Når sluttmengden av metall begynner å strømme ut gjennom ovnen, vil legemet således være til-bøyelig, til å bli plassert i tappehullet og forårsake at strømmen vil vide seg ut da hullet bare er delvis blokkert. Denne utvidede strøm virker som et signal for ovnsoperatøren om at slagg snart vil begynne å strømme. Operatøren kan således stenge strømmen og hindre at slagg føres med på metallet i tappeøsen. En hovedfordel ved den for ut-førelsen av den foreliggende fremgangsmåte anvendte poly-edriske innretning er at den ikke blir permanent anbragt i tappehullet og at det ikke er nødvendig å brenne denne ut med en oxygenlanse for å fjerne den fra tappehullet.

Legemet kan ha flater som alle har samme form og stør-relse. En kuboid form er fortrukken. Legemet kan være laget av et ildfast materiale med faste metallpartikler fordelt i dette for å øke dets densitet. Metallpartiklene kan være hagl eller fibre eller blandinger av disse, idet fibrene vil å øke legemets kohesjon. Carbonstålhagl blir fortrinnsvis anvendt, mens fibrene er av rustfritt stål.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet ved hjelp av

et eksempel under henvisning til de ledsagende tegninger, hvorav

Fig. 1 viser et tverrsnitt av en ovn som er tippet

til tappestilling for å tappe smeltet metall gjennom et tappehull i ovnen, og anbringelsen av en flytende stenge-innretning er vist, og

Fig. 2 viser skjematisk hvorledes den flytende stenge-innretning hviler i tappehullet.

På Fig. 1 er en stålproduksjonskonverter 10 vist med en ildfast foring 12 og et tappehull 14 anordnet nær kon-verterbeholderens munning 16. Beholderen er vist tippet nedad fra sin normale opprettstående stilling, slik at smeltet metall 18 og slagg 20 vil tappes fra beholderen. En kube 22 flyter på slagg-metallgrenseflaten under tappingen. På Fig. 2 er kuben 22 vist anbragt i tappehullet ,24 slik

at den bare delvis stenger tappehullsåpningen. For et tappehull med en diameter på 15 cm har en kube på 18 eller 20 cm på hver flate vist seg å virke tilfredsstillende.

Den vil stenge ca. 40% av tverrsnittet for et tappehull med en diameter av 15 cm.

Kuben kan være laget av et hvilket som helst ildfast materiale som i det minste er så motstandsdyktig mot opp-løsning i metallet og slaggen at de minste dimensjoner som er nødvendige for at kuben skal kunne holdes på plass i tappehullet, blir tilfredsstillende opprettholdt. Et-støp-bart ildfast materiale er foretrukket. 18 cm kuber med en densitet av 4150-4710 kg/m<3>er blitt anvendt selv om en hvilken som helst densitet som ligger mellom densiteten for slaggen og for metallet, bør være tilstrekkelig. For eksempel har smeltet stål en densitet av ca. 6920 kg/m 3, mens stålproduksjonsslagg har en densitet av ca. 2770 kg/m 3. Nedenfor er gjengitt eksempler på blandinger som er blitt anvendt for å fremstille typiske kuber:

• TABELL I

Kube A: 18 cm på hver side med en densitet av 4150 kg/m<3>

Kube B: 18 cm på hver side med en densitet av 4170 kg/m<3>

Stålhaglen er av en type som er lett tilgjengelig og anvendes for å øke kubens densitet. Jernmalm anvendes da den reagerer med carbon i stålbadet og antyder hvor den ned-dykkede kube befinner seg. Fibrene av rustfritt stål er tilbøyelige til å binde det ildfaste materiale og hindre at kuben brytes istykker for tidlig. Det er selvfølgelig ønskelig fullstendig å tørke kubene for å fjerne fuktighet som ellers ville ha reagert med metallet og forårsaket at kubene ville ha sprukket og blitt brutt i stykker.

Det er av viktighet at kuben slippes ned i et begrenset område over tappehullet for å sikre at kuben vil bli ført med av strømmer av smelte i metallet under tappingen til et område direkte over tappehullet slik at den vil bringes på plass i dette. Det har vist seg at vinkelen for den nedad-rettede tipping av BOP- eller Q-BOP-ovnen ved slutten av tappingen vil variere fra 88 til 103° i forhold til vertikalen dersom ovnen tippes for å oppnå maksimal tappehastighet for metallet. Vinkelområdet skyldes forskjellige variable, som erosjon av ovnsforingen og akkumulering av fast slagg eller metall ved ovnsmunningen. Det har vist seg at rimelige anslag hva gjelder plasseringen av tappehullet kan gjøres ved å beregne tappehullets horisontale avstand fra dreietappene for forskjellige tippevinkler for ovnen. Plasseringen av tappehullet fra dreietappene ved slutten av tappingen vil variere over ca. 1,2 m. Det har således vist seg best å innføre kuben i midten av den beregnede avstand på 1,2 m. Dette kan gjøres ved hjelp av forskjellige midler fra gulvnivået på et sted nær ovnsmunningen.

Kuben bør også innføres i ovnen like før en hvirvel dannes efterhvert som sluttmengden av metallet begynner å bli tappet ut. Denne tid kan beregnes ut fra den anslåtte metallmengde i ovnen og tappehullets størrelse og form i forhold til metallbadet for å komme frem til en kritisk metallmengde som er tilbake i ovnen når hvirveldannelsen begynner. Denne kritiske mengde kan beregnes for vanlige BOP- eller Q-BOP-stålproduksjonsbeholdere ut fra en formel. Det foretrekkes normalt å tilsette kuben i løpet av en be-regnet tid på 1 til 2 minutter før alt metall er blitt tappet fra ovnen.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for å minske medføring av slagg ved tapping av smeltet metall fra en ovn gjennom et tappehull i denne, hvor det på overflaten av smeltet slagg og metall i ovnen og innenfor et område over tappehullet slippes ned et legeme med en densitet som ligger mellom densiteten for det smeltede metall og densiteten for slaggen i ovnen og har et tverrsnitt med en minste dimensjon som er større enn den største dimensjon for tverrsnittet av tappehullets åpning, smeltet metall tappes fra ovnen gjennom tappehullsåpningen, og strømmen gjennom tappehullet stenges for å hindre at slagg overføres på det smeltede metall som allerede er blitt tappet fra ovnen, karakterisert ved at det anvendes et legeme med likesidede generelt plane flater hvis skjæringslinjer er slike at de vil kunne hvile i tappehullet slik at legemet stenger 20-80% av tappehullsåpningen når legemet hviler i tappehullsåpningen, og at tilstanden for strømmen som kommer ut fra tappehullet overvåkes for å få en indikasjon på utspredelse av strømmen når legemet hviler i tappehullet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes et poly edrisk legeme.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det anvendes et kuboid legeme.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at legemet er en kube.