164510. lajstromszámú szabadalom • Eljárás bázikus bélésű martin-kemencében gyártott acélgyártására valamint berendezés az eljárás foganatosítására
5 164510 6 lyamat lehetőségét. Megmarad a bázikus Martinkemencék alkalmazásának az az előnye. is, hogy az adag tartalmazhat szilárd vashulladékot, szilárd nyersvasat, olvadt nyersvasat vagy ezek keverését, míg az oxigénbefuvatásos eljárásnál mindig megfelelő mennyiségű olvadt nyersvas szükséges, és hulladék csak bizonyos határok között alkalmazható. A találmány szerinti eljárás során az alkalmazott fémhulladék lényegesen meghaladhatja a 30%-ot, sőt akár a 60%-ot (s%) is elérheti a bázikus bélési Martin-kemencében. A találmány szerinti eljárás lényegesen rugalmasabb az oxigénbefuvatásos eljárásnál. Ez többek között azt jelenti, hogy a folyamat során bármikor meghatározható az olvadék hőmérséklete vagy széntartalma. A fémfürdő hőmérséklete tetszés szerint szabályozható is. Ez például a hagyományos módon az áramló levegőt hevítő égők segítségével történhet, ha a fürdő hőmérsékletét növelni kell, a hőmérséklet csökkenése vasérchulladék vagy vasforgács beadagolásával érhető el. A folyamat le is lassítható, például fokozott mennyiségű szénhidrogénnek a fúvókákon történő beadagolásával, és a fémfürdőnek a regenerátor kamrákon keresztül történő hőmérsékletszabályozásával. Ennek igen nagy jelentősége van a folyamatos öntésnél, mivel pontos összetételű adagok gyárthatók, akkor is, ha a kívánt összetételt csak a folyamat közben tudjuk megadni. További előnye a találmány szerinti eljárásnak, hogy a pontosan szabályozott hőmérséklet és oxigénadagolás következtében a csapolás idejét könnyen meg lehet határozni, jóval a csapolás előtt. Ugyanakkor a csapolandó acél pontos összetételét is meghatározhatjuk, és így egyenletesen jó minőségű acélt állíthatunk elő. A találmány szerinti eljárással az acélgyártás során tetszőleges anyagot vihetünk be az olvadékba a fúvókán keresztül áramló gázba. A beadagolni kívánt adalékanyagot szemcsék formájában a gázáramba vezetjük, például kalciumoxidot kis kéntartalmú acél előállításához, vagy karbont, ha a folyamat lefutásának idejét akarjuk szabályozni, vasércet vagy forgácsot az olvadék hűtésére. A találmány szerinti eljárás alkalmazásakor az olvadékban lévő szén mennyiségének csökkenése és az olvadék hőmérsékletének növekedése között lineáris kapcsolat van. Ennek megfelelően az olvadék széntartalmának és hőmérsékletének adott időben történő meghatározásával és a hőmérsékletnek a lineáris függvény szerint történő beállításával a csapolásnak, azaz a megfelelő széntartalom elérésének pontos ideje meghatározható. Ez azt jelenti, hogy például a csapolás idejének pontos beállításával az acél kívánt minősége egyenletesen biztosítható. Ha valamilyen okból a folyamatot tovább akarjuk fenntartani, ezt egyszerűen az oxigénadagolás szabályozásával vagy szénadagolással és a hőmérséklet megfelelő utánállításával elvégezhetjük, és a csapolás megváltozott időpontjában is biztosítani tudjuk az eredetileg tervezett acélminőséget. Nagyon fontos, hogy a fúvókákat és a medence hőálló bázikus bélését megvédjük a károsodástól. Ezért történik az oxigén bevezetése szénhidrogénnel, például propánnal körülvéve. Ezt 5 úgy oldjuk meg, hogy a fúvóka belső csőből és azzal koaxiális külső csőből áll, és az oxigén a belső csőben áramlik, míg a szénhidrogén a belső és külső cső közötti térben halad. A fúvókák szorosan be vannak ágyazva a kemencét bélelő 10 hőálló téglába. Ezeket a téglákat különlegesen hőálló anyagból készítik, és a kemence béléséhez illesztik. A fúvókák elhelyezése célszerűen olyan, hogy a medence feneke a beömlőnyjlásoknál jóval lejjebb van, amivel a csapolás után is elkerülhető 15 a fúvókák és a bélés túlzott igénybevétele. Alkalmas fúvóka kialakításokat találtunk például a 821 802 sz. USA szabadalmi bejelentésben és a 3 706 549 sz. USA szabadalomban. Egy különleges megoldás szerint a külső 20 koaxiális cső a hőálló téglákban elcsusztathatóan van beépítve, hogy a csővég erózió következtében fellépő kopása utánállítható legyen, és a káros igénybevétel ne a kemence bélését rongálja. A találmány szerinti eljárás egyik leglényege-25 sebb eleme a szénhidrogén, például propán, amely a fúvóka külső részén áramolva hűtő hatásával védi a fúvókát és az azt körülvevő bélést. Általában az alkalmazott szénhidrogén a beadagolt oxigén térfogatának kevesebb, mint 6%-a, de 30 legalább 3,5%. Leginkább a 3,5—5%-os tartomány felel meg, de ezek az arányok nem kötöttek, és nagyrészt az alkalmazott fúvóka méretei határozzák meg őket. Amikor például a fúvókával az acélgyártási folyamat kezdetén a vashulladékot 35 kell megolvasztani, a gázáram fokozattabb kell legyen a megfelelő hőmennyiség biztosítására, azaz a vashulladék megolvasztására. A fúvókán kiáramló oxigén sebessége a lehető legnagyobb kell legyen, hogy az oxidáció és a 40 felszabaduló hőmennyiség a fuvókától és a béléstől minél távolabb jelentkezzék. Általában az oxigén nyomása a fuvókában legalább 7 at kell legyen, de célszerű 14 atmoszférát is alkalmazni. A propán nyomása a fuvókában célszerűen 6—8,5 45 at. A fuvókából kilépő gáz nyomása elegendő kell legyen ahhoz, hogy legyőzze az olvadt fémoszlop nyomását és megfelelő beáramlási sebességet biztosítson az oxigén számára. Minél nagyobb 50 sebességgel áramlik be az oxigén az olvadékba, annál nagyobb a reakció sebessége. Egy 220 tonnás Martin-kemencében például 2800 m3 /órás beadagolási sebesség mellett az oxidációhoz szükséges idő körülbelül 80 perc. Ugyanebben a 55 kemencében 33600 m3 /órás beáramlás mellett az oxidáció 20 percig sem tart. Az oxigénadagolás üteme természetesen arányos a kemencében elhelyezett adag nagyságával és a fúvóka keresztmetszetével, így például 16 mm-es fúvóka 60 alkalmazásakor 220 tonnás adagnál egy fúvóka alkalmazása esetén 840 m3 /órás adagolás választható, még több fúvókával az adagolás mértéke 33 600 m3 /órára is növekedhet. Ilyen nagy mennyiségű oxigén adagolása mellett a gyorsan 65 lejátszódó oxidációhoz már tulajdonképpen nem is 3
