164510. lajstromszámú szabadalom • Eljárás bázikus bélésű martin-kemencében gyártott acélgyártására valamint berendezés az eljárás foganatosítására

3 164510 4 Fenti megfontolások alapján próbálkoztak az oxigént a fémfürdő fölött elhelyezett szurólángok segítségével bevezetni a fürdőbe. Ismeretesek olyan eljárások, illetve berendezések is, amelyeknél az oxigént a fémfürdő-salak 5 határréteggel egy vonalba vezetik be. Ilyen megoldásokat ismertetnek például a 3 201 104, a 3 169 159 a 2 475 205 a 3 353 808 és a 2 506 598 sz. amerikai, a 774 040, a 841 539 és a 831 914 sz. kanadai szabadalmak, valamint az 10 „Increasing the Output of Exsiting Open Hearth Furnaces" (STAL 1963/9 687-692 old.) és az „Oxygen Steelmaking in the Basic Open Hearth Furnaces" című (A Symposium on Cemical Engineering in the Metallurgical Industries PROC 15 25-26 (1963) Institution of Chemical Engineers, 7—14 old.) cikkek. Az ilyen oxigénbefuvatás a gyakorlatban azonban nem elég hatékony, minthogy a beadagolt oxigénnek csak igen kis része jut el a fürdőbe, és ez a kis rész is csak a felület 20 közelében lévő réteget éri el. Ezért az eddig alkalmazott oxigénbevezetők legnagyobb része a kemence tetején át benyúló vezetékekből áll, amelyekből az oxigén szúróláng formájában kerül a fürdőbe, hogy a szén és a fémes szennyezők 25 elégését segítse. Ez a megoldás, noha az oxidáció sebességét növelte, nagymértékben szennyezte a kemence atmoszféráját finoman eloszlott vasoxiddal, amelyet a fémfürdő fölött áramló forró levegő magával ragadott és a teljes kemencebélés 30 gyors tönkremenetelét okozta. Ezzel jelentősen csökkent a béléscserék között eltelt idő, és növekedett a kemence karbantartási ideje. Célunk a jelen találmánnyal olyan eljárás kidolgozása, amellyel a bázikus bélésű Martin- 35 kemencék termelékenysége jelentős mértékben növelhető, az acélgyártási folyamat oxigénkihasználási hatékonysága növekszik, ugyancsak növekszik az adott adagból nyerhető acél mennyisége és csökken a szennyeződés. Ugyancsak 40 célunk a találmánnyal lehetővé tenni kis széntartalmú acélok gazdaságos gyártását bázikus bélésű Martin-kemencében, csökkenteni az ötvöző kiégését az eljárás során, és az egész eljárás hatékonyságát az oxigénbefuvatásos acélgyártással 45 elérhető hatékonyság szintjére emelni. Természetesen ezeket az előnyös tulajdonságokat úgy kell biztosítani, hogy ne vesszenek el a bázikus bélésű Martin-kemence által biztosított előnyök, például az eljárás rugalmassága és szabályozhatósága, 50 valamint a nagy hulladékvas tartalmú adaggal történő üzemelés. A kitűzött feladatot a találmány szerinti eljárással úgy oldjuk meg, hogy az acélgyártás során az olvadékfürdő felülete alatt úgy vezetünk 55 oxigént a fürdőbe legalább egy, a kemencefal bélésén keresztülnyúló fúvókán át, hogy az oxigénsugarat körülvevő, a fúvókát és a kemencebélést védő szénhidrogén áramot is bevezetünk. 60 Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés legalább egy, a kemencefal bélésén keresztül az olvadékfürdő szintje alá nyúló oxigénbevezető fúvókával van ellátva, amely belső és koaxiális külső csőből áll, ahol a belső cső oxigénbevezető 65 rendszerrel, a külső cső pedig szénhidrogénbevezető rendszerrel van összekapcsolva. Az oxigénáramnak a találmány szerinti eljárással történő bevezetése biztosítja az oxigénnek a fémfürdőben történő megfelelő fölfelé irányuló áramlását a szén és a fémes szennyezők, például szilícium, foszfor és mangán hatékony elégetése érdekében. A találmány szerinti eljárással adott kiindulási adagból több acél nyerhető, mint a hagyományos eljárással. Az eljárás során az olvadékokban keletkező finomeloszlású vasoxidnak a fürdő fölött áramló forró levegőbe jutása nagymértékben csökken, és ezzel a kemence atmoszférájának szennyeződése kisebb lesz. Az oxidáció hatékonysága következtében nagyobb mennyiségű szén oxidálható szénmonoxiddá, majd széndioxiddá, és ezáltal lehetővé válik jó minőségű kis szénatomszámú acélok gazdaságos gyártása. Minthogy a szén, szilícium, mangán, foszfor és vas oxidációja exoterm folyamat, és az így keletkezett hő a folyamat fenntartásához használható fel, kevesebb hőmennyiség szükséges, vagy akár egyáltalán nem szükséges külső hő az oxidációs folyamathoz, azaz az áramló levegő hevítésére használt égőfejek által elégetett tüzelőanyag mennyisége jelentősen csökken, sőt ha az oxigénbevezetés elég hatékony, önállóan is fenntarthatja a megfelelő hőmérsékletet. Minthogy az eljárás alatt az exoterm reakció során felszabaduló hő közvetlenül a fémfürdőbe kerül, és nem az olvadék fölötti térbe, ez a tér viszonylag kis hőmérsékletű marad és a fémfürdő feletti bélés csökkentett igénybevételnek van kitéve. Az olvadék fölött áramoltatott forró levegő a hagyományos eljárásokban a szennyezők elégetéséhez szükséges oxigént is biztosítani volt hivatva. Minthogy a találmány szerinti eljárás során az oxigént közvetlenül az olvadékba adagoljuk, a szennyezők elégetéséhez szükséges oxigén alig vagy egyáltalán nem szükséges az áramló levegőből. A levegőáramot mégis célszerű fenntartani, minthogy az olvadékban keletkezett szénmonoxid a levepőben alakul át széndioxiddá, és a reakció közben felszabaduló hő csökkenti a regenerátor kamrák fűtési igényét. Eléggé intenzív oxigénbefuvatás mellett tehát a regenerátor kamrák fűtése is elhagyható, és az áramló levegő csupán a felszabaduló gázok elszállítását végzi. Meg kell azonban jegyezni, hogy az olvadék fölött áramló levegő bizonyos mértékű oxidációt mindig végez, és a levegőben lévő oxigén oxidációjának hatásfoka rendkívül magas, elérheti a 132-140%-ot is. Igen nagy jelentősége van a találmány szerinti eljárásnak olyan értelemben is, hogy alkalmazásával az acélgyártás ideje jelentősen csökken a hagyományos bázikus Martin-kemencékben végzett eljárásokhoz képest. Az oxidációs hőmérséklet elérése egy óra vagy annál rövidebb idő alatt elérhető, ami lényegében megegyezik az oxigénbefuvatásos eljárásnál szükséges hevítési idővel. Ugyanakkor a bázikus Martin-kemencében végzett eljárás biztosítja, az oxigénbefuvatásos eljárásnál lényegesen jobb szabályozás és rugalmasabb fo-2