用于在利用热空气射束的情况下制造钢的吹气法及装置的制造方法_2

文档序号:9291136阅读:来源:国知局
所述喷管的尺寸对所述最大能够实现的间距来说具有限制性。
[0025]为了保证将热量传输给所述生铁熔液的效果-在精炼的过程中由所述生铁熔液来形成钢池-并且防止或者减少微滴从所述转炉中的排出,因而按照本发明在特定条件下将所述热空气吹到所述生的铁池上。按照本发明产生最佳的条件,如果用于所述喷射机构的喷嘴的直径-以及由此所述热空气射束的直径-在所述按本发明的压力条件下为所述射束的运行长度的、也就是在喷嘴口与熔池表面之间沿着所述射束的运动的方向测量的距离的0.03到0.05倍。
[0026]本发明的有利的作用:
一种用于能够通过按本发明的措施来实现的积极的效果的、可能的解释可以通过以下考虑来产生。通过与氧气顶吹法相比在所加入的氧气量相同的情况下高得多的、也可以用更高的脉冲来加入的氧气量以及所述废气的、由此引起的较高的流动速度,可以防止微滴的排出,如果通过所述气流在所述气室中提供使所述微滴在所述转炉中在很大程度上被分离的条件。
[0027]因此,必须如此将热空气射束吹到所述熔池表面上,从而使所述气流朝转炉壁体的方向转向,其中所述微滴被夹带并且在所述气流在所述转炉壁体上转向时通过离心力被分离出来。所述射束不应该太深地挤入到所述由生的铁熔液构成的熔池中,因为否则在所述熔池中进行回流,所述回流比较剧烈地向上定向并且由此随着所述气流将铁滴通过所述转炉炉口排出,也就是说没有充分地通过所述气流在所述转炉壁体上的转向被分离出来。
[0028]如果所述射束太深地挤入到所述生铁熔液中,那么在此更多的铁呈雾状并且热气的回流会不利地受到影响,因为所述气体在离开由所述热空气射束在所述生铁熔液中所提供的凹陷(EindeI Iung)时得到指向上方的射束分量。
[0029]如果所述射束没有使所述微滴平行于所述生铁熔液的表面得到足够高的加速,用于在流动方向在所述转炉的侧壁上变化时将其在很大程度上分离出来,那么还有一部分微滴留在所述气流中并且随着所述热气被排出。
[0030]所述热空气的温度为800°C到1600°C。在本申请的范围内,“热空气”因而是指800-1600°C热的空气;必要时如下面所说明的那样富集到更高的氧含量。对于实际上的应用情况来说,从800°C到1400°C的温度范围是有利的,特别有利的是从1000°C到1400°C的温度范围。这个温度范围在技术上可以较好地掌控并且带来较高的热效率。
[0031]较高的热空气温度带来以下优点:
-因为以较高的效率来利用所述热空气的热焓,所以较高的热空气温度也引起相应较高的能量收益;
-空气的声速强烈地取决于温度。所述声速在温度为1200°C时大约为900 m/s ο因此,对于0.6bar的较小的过压来说可以在喷嘴口中得到600 m/sec的流速,这有利于所力求达到的流动分布。
[0032]所述射束应该作为单个的射束碰到所述生铁熔液的熔池上,并且事先没有合并。
[0033]根据一种优选的实施方式,有至少三个射束。
[0034]根据一种优选的实施方式,所述射束彼此偏离地定向,其中所述射束的方向彼此间围成至少6°的角度。
[0035]所述射束在离开所述喷射机构时得到定向,也就是说,它们具有能够通过矢量来产生的主要运动方向。所述角度在两个射束的这些矢量之间存在。
[0036]所述射束彼此偏离地定向,由此避免它们在到达所述生铁熔液之前流到彼此当中。
[0037]用于所述角度的上极限通过以下方式来给定:热空气射束不应该碰到在所述转炉的边缘上的炉衬,而是碰到在所述转炉中的熔池上-并且还留下足够的位置空间,用于朝边缘的方向构成所述射束的方向。
[0038]根据一种优选的实施方式,所述射束的、在离开所述喷射机构时的直径是所述运行长度的0.01-0.05倍。
[0039]由此为在到达所述生铁熔液之前避免朝彼此当中流动作贡献。
[0040]根据一种优选的实施方式,多个射束的、在离开所述喷射机构时彼此间的间距至少为其在离开所述喷射机构时的直径。
[0041]由此为在到达所述生铁熔液之前避免朝彼此当中流动作贡献。
[0042]“离开所述喷射机构”是指“离开所述喷射机构的相应的喷嘴”。
[0043]根据一种优选的实施方式,所述射束如此定向,使得所述射束的方向与垂线围成至少6°的角度。由此为在到达所述生铁熔液之前避免朝彼此当中流动作贡献。
[0044]根据一种优选的实施方式,存在一个中央射束,该中央射束垂直地对准所述生铁熔液。
[0045]根据一种优选的实施方式,作为所述中央射束的补充存在着外围射束,其中所述外围射束的方向与所述中央射束的方向围成至少6°并且优选至少8°的角度。用于所述角度的上极限通过以下方式来给定:热空气的外围射束不应该碰到在所述转炉的边缘上的炉衬上,而是碰到在所述转炉中的熔池上-并且还留有足够的位置空间,用于朝边缘的方向构成所述射束的方向。
[0046]这一点有利地通过以下方式来实现:所述中央射束产生比所述外围射束多的微滴-并且这些微滴而后可以借助于所述外围射束来挤压到所述生铁熔液上。
[0047]优选所述外围射束围绕着所述中央射束对称地布置。
[0048]优选所述中央射束在从所述喷射机构中喷出时的直径至少为一个外围的热空气射束的直径。它也可以更大一些,也就是更粗壮的射束。
[0049]可以令人惊讶地实现所述后燃过程的效率的进一步的改进,如果作为所述喷嘴的、按本发明的布置和划分方式的补充而在所述按本发明的布置结构的中央中设置另一个喷嘴,该喷嘴垂直地朝所述熔池表面吹气。这个喷嘴应该至少和所述按本发明的外围喷嘴一样大,但是所述外围喷嘴而后至少必须以8°的幅度指向外面。所述有利的喷嘴组合的作用可能可以如此得到解释,从而通过所述中央的热空气射束来进行附加的微滴形成,所述附加的微滴形成而后增强所述外围喷嘴的作用。
[0050]作为大概的近似数,从中产生这一点:对于10t转炉来说以30.0OONm3/热空气/小时的吹气速率通过三个具有大约12cm的直径的喷嘴并且对于250t转炉来说以80.0OONm3热空气/小时的吹气速率通过五个具有大约15cm的直径的喷嘴来向里吹气。所述喷嘴,如果它们被安装在喷射机构的一个唯一的喷嘴系统中,则具有这样的间距,从而作为分开的射束继续存在热空气射束,也就是说在其碰到所述生铁熔液之前不会又收敛为一个射束。这个条件通常得到满足,如果在所述喷嘴之间的间距至少相当于所述喷嘴直径-并且由此所述射束的、在离开喷射机构之时彼此间的间距至少相当于其在离开所述喷射机构时的直径并且所述射束相对于垂直的、对准所述熔池的射束向外倾斜了至少6°。
[0051]根据一种优选的实施方式向至少一个射束输送燃料。
[0052]按照本发明,可以在向所述热空气射束-添加优选含碳氢化合物的、尤其优选是天然气-燃料时将另外的能量加入到所述钢生产过程中。相对于所述热空气的量,较少的添加物、比如1%的天然气已经引起显而易见的效果。可以获得最佳的数值,如果添加如此多的天然气,从而将在所述热空气射束中所包含的氧气的大约20-40%用于天然气的燃烧。这个数值与天然气的完全燃烧有关,也就是说按照本发明将每10Nm3大约5Nm3的天然气添加到非富含氧气的热空气中。
[0053]所述燃料也可以比如是煤粉。
[0054]根据一种优选的实施方式,所述热空气富含优选高达40%的氧气。
[0055]在富含量更高时会越发严重地出现所述喷射机构的磨损。
[0056]本发明的一种特别重要的应用情况涉及在提高所述废气的热值的同时提高向所述钢生产过程中加入的热量这个方面。在用热空气使转炉过程气体进行常见的后燃时,产生具有如此低的热值的废气,从而在常规的、在没有完全燃烧的情况下运行的废气净化设备中再也不能对其进
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