2. 10
20
Trieda 18 8
československá S0CIALISTICKÁ REPUBLIKA
Vydané 15. septembra 1961
Vyložené 15. marca 1961
PATENTNÝ SPIs č.
100819
Právo na využitie vynálezu prináleží štátu podľa3 odst.6 zák. . 34/1957
Zb.
Akademik JOZEF ČABELKA a inž. NORBERT SAMEK, obaja BRATISLAVA
Spôsob spracovávania tekutých kovov, najmä predskujňovania a skujňovania
surového železa alebo liatiny, a zariadenie k tomuto spôsobu
Prihlásené 10. septembra 1960 PV 6547-59) Platnosť patentu od 10. septembra 1960
Bežne používané zariadenia pre výrobu ocele pracujú periodicky, pričom pracovný
cyklus sa skladá zo zavážania, vlastného skujňovacieho procesu, ktorý taktiež môže
byť prerušovaný pri manipulácii s troskou atď., a z odpichu. Takýto spôsob práce má
mnohé nevýhody, najmä zvýšené tepelné straty počas prevážania tekutého kovu od
jedného výrobného agregátu k druhému, vysokú prácnosť, veľké nároky a náklady na
vnútrozávodnú prepravu, rozsiahle potrebné pomocné zariadenia a budovy ažď. Pre
tieto príčiny sa už dávnejšie prejavuje snaha zaviesť plynulú výrobu ocele, pri ktorej by
surové železo vytekajúce kontinuál
ne z vysokej pece alebo iného taviaceho zariadenia pretekalo cez skuj.
ňovací agregát, z ktorého by vytekal už viac-menej hotový produkt.
V súčasnej dobe sú známe viaceré spôsoby a zariadenia pre kontinuálne
predskujňovanie, alebo skujňovanie surového železa. Sú to jednak zariadenia, cez
ktoré tekutý kov prúdi v podstate pôsobením gravitácie, buď po žľabe, ccz reakčnú
nádobu alebo tunel, cez systém stabilných nádob, alebo cez nádobu rýchlo sa
otáčajúcu okolo horizontálnej alebo vertikálnej osi, pričom naň pôsobí oxydačné

3. médium, ako prúd kyslíka, pary, alebo troska alebo oboje súčasne.
Nevýhodou takýchto zariadení je tá okolnosť, že sa v nich dá iba vo veľmi obmedzenom
rozsahu regulovať prietok kovu a tým i priebeh

5. 40
2 100819
oxydačných a rafinačných pochodov a nemožno preto dosiahnuť vo výrobnom
meradle produkt predom predpísaného zloženia. •
Sú známe tiež zariadenia, ktoré sa otáčajú okolo horizontálnej alebo
šikmej osi a u ktorých je uvedená nevýhoda odstránená tým, že kov
pri otáčaní reakčnej nádoby postupne prechádza cez jej jednotlivé úseky navzájom
oddelené kruhovými prepážkami alebo cez jediný špirálový žľab, vytvorený v dutine
nádoby, pričom v každom oddelenom úseku prebiehajú v tavenine rozličné reakcie, ako
odkremičenie, oduhličenie, odfosforenie, a tavenina jednoho úseku je počas trvania
reakcií . držaná oddelene od taveniny susedných úsekov. U týchto zariadení sa pri
každej otáčke rotora premiestni naraz celá tavenina jedného úseku do úseku dalšieho.
Takéto usporiadanie má však tiež viaceré nevýhody. Ak kolíše chemické zloženie
surového železa vtekajúceho do skujňovacieho zariadenia, alebo ak kolíše tlak kyslíka
či iný z parametrov vplývajúcich na skujňovací pochod, kolíše tiež chemické zloženie
každej oddelene spracovanej dávky kovu. Toto by sa prejavilo nepriaznivo najmä vtedy,
keby sa takto vyrobená oceľ odoberala bez väčšieho vyrovnávacieho miesiča priamo
žľabom do kryštalizátora kontiliatia. Ak sa pracuje v jednotli- . vých úsekoch s rozličnými
troskami, je potrebné, ak sa má v priebehu jednej otáčky vytvoriť aktívna troska a ak
majú prebehnúť požadované reakcie, voliť veľmi pomalé otáčky, napr. jedna otáčka za
5 minút. Pri takýchto malých otáčkach nemožno využiť z metalurgického hľadiska
výhodný miešací účinok otáčivého pohybu, pričom pre niektoré použitia sa nepriaznivo
prejaví aj tá okolnosť, že jednotlivé dávky spracovaného kovu vytekajú z rotačného
agregátu v pomerne dlhých časových intervaloch.
Predmetom vynálezu je spôsob plynulého spracovania tekutých kovov, najmä
skujňovania surového železa alebo liatiny, a zariadenie k tomuto spôsobu, ktorým sa
odstraňujú uvedené nevýhody doteraz známych spôsobov a zariadení.
Spôsob spracovania tekutého kovu, najmä skujňovania surového železa alebo liatiny,
podľa vynálezu spočíva v podstate v tom, že teku
. tý kov, ktorý prechádza cez duté rotačné teleso ďalej „rotor), rozde
lené na oddiely počas jeho otáčania, a za súčasného pôsobenia oxydačného plynu alebo trosky
alebo oboch, postupne prechádza cez jednotlivé oddiely dutého rotačného telesa tak, že pri
každej jeho otáčke prejde z jedného oddielu do nasledujúceho smerom k výtoku iba časť
tekutého kovu a zvyšok v ňom ostane a premiešava sa počas otáčania rotora s tekutým kovom,
ktorý sa do neho privádza smerom od vtoku rotora v tom istom množstve, v akom smerom k
výtoku odteká. Týmto postupom sa dosiahne neustále premiešavanie kovu spracovávaného v
jednotlivých oddieloch, takže spracovaný kov, vychádzajúci z rotora, vykazuje veľmi rovnorodé

6. zloženie. -
Spôsob spracovania, najmä skujňovania surového železa alebo lia
tiny, podľa vynálezu možno robiť napr. na zariadení znázornenom na
obr. 1 a 2. Na obr. 1 je znázornené rotačné skujňovacie zariadenie v pozdÍžnom reze a
na obr. 2 je znázornené v reze jedno prevedenie žľabu spojujúceho dva oddiely tohoto
zariadenia. Rotor sa skladá z oceľového plášťa 1, uloženého horizontálne alebo šikmo,
ktorý spočíva na prstencoch 2, opierajúcich sa o kladky . Prostredníctvom náhonu 4 sa
dá rotor otáčať potrebnou regulovateľnou rýchlosťou. Na vnútornej strane je rotor
vymurovaný vhodnou žiaruvzdornou vymurovkou . Vymurovka tvorí na viacerých
miestach špirálove stočené prepážky , ktorými sa celý vnútorný priestor rotora rozdeľuje
na užšie transportné žľaby 7 a na širšie oddiely či zmešovacie komory. , 9, 10. Vstupná

8. 100
110
130
3 100819
strana rotora je zakončená stenou 11 tvaru medzikružia, cez ktorú prechádza prívod
tekutého kovu 12, prívod troskotvorných prísad 13 ako i vodou chladený prívod kyslíka
alebo iného oxydačného plynu 14. Prívod kyslíka prechádza po dlžke rotora
rovnobežne s jeho osou a je opatrený na vhodných miestach tryskami 15, smerujúcimi
na hladinu kovu v príslušných oddieloch či zmešovacích komorách. Ak sa umiestnia
trysky aj v transportných žľaboch , je opatrený prívód kyslíka známym zariadením, napr.
pákovým mechanizmom, tak, že koná kývavý pohyb v pozdĺžnom smere takou
rýchlosťou, že za jednu otáčku rotora sa presunie smerom k jeho ústiu o stúpanie
špirálového žľabu a potom sa vráti do východzej polohy väčšou rýchlosťou. Výstupná
strana rotora je napojená buď na vhodný ohrievaný zásobník či miesič alebo môže byť
vytekajúca oceľ odoberaná priamo ku kryštalizátoru kontiliatia prostredníctvom
vhodného žľabu, opatreného zásobníkom tekutého kovu na vyrovnávanie
nerovnomernosti spôsobenej tým, že kov z rotora vyteká periodicky. V transportných
žľaboch 7 sú umiestnené prepady 16, ktorými odteká troska z predchádzajúcej komory.
V zmešovacích komorách , 10 sú zase otvory 17 vhodne upravené tak, aby tekutý
materiál nimi nemohol vytiecť, aby však bolo možné pridávať nimi potrebné troskotvorné
prípadne iné prísady do rotora. Transportné žľaby 7 možno vytvoriť i vo tvare lomenej
prepážky, ako je znázornené na obr. 2.
Rotor podľa obr. 1 pracuje tak, že kov z vysokej pece, kuplovne alebo inej
vhodnej pece či zásobníka, sa privádza žľabom 12 do zmešovacej komory ,
ktorej pracovný pbjem je väčší ako objem kovu, ktorý doň vtečie za jednu otáčku
rotora. Prívodom 13 sa súčasne privádza potrebné množstvo troskotvorných
prísad. Pri každej otáčke rotora sa naberie časť tekutého kovu a trosky do
transportného žľabu , ktorého pracovný objem je rovnaký ako objem kovu, ktorý
za jednu otáčkü vtečie do rotora. V transportnom žľabe sa oddelí úplne alebo
čiastočne troska, ktorá vytečie prepadom 16, a pri ďalšom otáčaní je materiál z
neho dopravený do ďalšej zmešovacej komory . Súčasne z komory 9 vtečie
rovnaké množstvo materiálu do ďalšieho transportného žľabu. Z posledného
transportného žľabu vyteká materiál z rotora von. Troskotvorné alebo iné prísady
sa pridávajú do komôr 9 a 10 po každej otáčke otvormi 17, alebo v práškovej
forme priamo prúdom kyslíka, ktorý prúdi tryskami 15, usporiadanými v prívode
14 na hladinu kovu.
Tým, že pracovné objemy jednotlivých zmešovacích komôr , 9, 10 sú väčšie ako pracovné
objemy transportných žľabov, tj. ako objem kovu, ktorý za jednu otáčku vtečie do rotora,

9. premiešava sa v zmešovacích komorách prítomný materiál s materiálom do nich privádzaným.
Priemerná doba, po ktorú je tekutý kov pri svojom prechode rotorom vystavený v jednotlivej
komore pôsobeniu trosky a oxydačného plynu, závisí okrem od otáčok rotora aj od pomeru
príslušných pracovných objemov zmešovacích komôr a transportných žľabov. Pretože tekutá
troska je tiež odoberaná po malých dávkach, pričom je postupne pri každej otáčke doplňovaná
novými prísadami, je priemerná doba jej pôsobenia na kov, kým sa úplne obnoví, tiež závislá na
rozmeroch príslušnej zmešovacej komory a transportného žľabu. Priebeh reakcií v jednotlivých
zmešovacích komorách možno preto ovládať okrem regulácie otáčok rotora a prívodu
oxydačného média a trosky tiež voľbou príslušných pracovných objemov zmešovacích komôr ,
9, 10 a pracovného objemu jednotlivých transportných žľabov .
Spôsob spracovania tekutého kovu či spôsob výroby ocele podľa vynálezu má okrem
okolnosti, že výsledný produkt má veľmi rovnomerné chemické zloženie, tiež mnohé ďalšie
výhody. Je to najmä tá skutočnosť, že pri vhodnej voľbe pomeru pracovných objemov zmešova

11. 1440
160
170
4 100819
cích komôr ku pracovným objemom transportných žľabov je priemerná
doba, po ktorú sa kov i troska zdržujú v príslušných zmešovacích
komorách a vzájomne na seba pôsobia i pri vyšších , otáčkach rotora,
prakticky ľubovoľne dlhá. Možno preto pracovať s vyššími otáčkami, čo
svojím miešacím účinkom priaznivo ovplyvňuje priebeh metalurgických
reakcií. Pri vyšších otáčkach je tiež rovnomernejší výtok kovu z rotora, nakoľko
časové intervaly medzi jednotlivými vytekajúcimi dávkami sú kratšie.
Rovnomernosť výtoku možno zvýšiť tiež tak, že posledný transportný žľab je
vytvorený takým spôsobom, že vymurovka tvorí dvojchodý alebo viacchodý závit,
takže kov vyteká z rotora viac ráz počas každej otáčky. - -
. Počet zmešovacích komôr a transportných úsekov možno prispôsobiť danej
technológii, závislej od chemického zloženia spracovávaného surového železa, ako i od
druhu vyrábanej ocele. Za určitých okolností je možno spracovávať kov v rotore
pracujúcom podľa predmetné
ho vynálezu, ktorý má iba jednu zmešovaciu komoru a jeden transport
ný žľab. Aby sa zvýšila životnosť vymurovky, možno túto po celej dlžke alebo v tepelne
najviac namáhaných miestach chladiť známym spôsobom, napr. vodou, prúdiacou v
chladiacich trúbkach.
Predmet patentu
1. Spôsob spracovania tekutých kovov, najmä predskujňovania a
skujňovania surového železa alebo liatiny, nepretržite pritekajúceho do
dutého rotačného telesa s horizontálnou alebo šikmou osou otáčania, rozdeleného na
oddiely, cez ktoré tekutý kov počas otáčania rotora postupne prechádza, pričom jeho
spracovanie sa koná pôsobením oxydačného plynu, prísad a trosky, vyznačujúci sa
tým, že sa pri každej otáčke
dutého rotačného telesa z jednotlivých jeho oddielov alebo aspoň z jed
ného z nich odvedie do nasledujúceho oddielu smerom k výtoku alebo z neho von iba
časť tekutého kovu a rovnaké množstvo tekutého kovu sa do neho zas privedie smerom
od vtoku.
2. Zariadenie ku spôsobu podľa bodu 1, skladajúce sa z vodorovne alebo šikmo

12. otočne uloženého dutého telesa, opatreného vtokom na jednom a výtokom na druhom
konci a so zariadením pre prívod oxydačných plynov a prísad, vyznačujúce sa tým, že v
dutom rotačnom telese je vytvorený jeden alebo viac oddielov či zmešovacích komôr (8,
9, 10), spojených medzi sebou a s výtokom transportným žľabom či žľabmi (7) menších
rozmerov než zmešovacie komory.
3. Zariadenie podľa bodu 2 vyznačujúce sa tým, že duté rotačné teleso je
opatrené otvormi (17) pre prívod prísad do zmešovacích komôr (8, 9, 10.
. Zariadenie podľabodov2 a 3 vyznačujúce sa tým, že transportný žľab
(7), tvoriaci výtok tekutého kovu z dutého rotačného telesa vom, je
vytvorený ako viacchodý závit. -
. Zariadenie podľa bodov 2 až 4 vyznačujúce sa tým, že zariadenie s
tryskami pre prívod oxydačného plynu do zmešovacích komôr je opatrené
mechanizmom pre kývavý alebo posuvný pohyb.
Severografia, n. p, závod 03

14. Príloha k patentnému spisu č. 100819