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Blasrohr zum Frischen von Roheisen
Die Erfindung betrifft ein Blasrohr zum Frischen von Roheisen, wobei das Frischgas, insbesondere Sauerstoff, von oben auf die Oberfläche des Roheisenbades geblasen wird. Bei solchen Frischverfahren bildet sich an der Badoberfläche ein sehr heisses Reaktionsfeld aus ; die Düse und das Rohr sind durch die Wärmestrahlung des Bades und des glühenden Staubes im Gasraum sowie durch Spritzer von flüssiger Schlacke stärksten thermischen Beanspruchungen ausgesetzt und müssen daher gekühlt werden.
Es sind bereits Blasrohre zur Durchführung solcher Verfahren bekannt, die aus gut wärmeleitfähigem Material, wie Kupfer, bestehen und ein Innenrohr, ein Aussenrohr und ein zur Bildung eines Kühlmittelumlaufes konzentrisch dazwischen angeordnetes Leitrohr aufweisen. Dabei wird das Kühlmittel, insbesondere Wasser, durch den Innenmantel zugeführt, an der Mündung des Rohres umgelenkt und durch den Aussenmantel abgeführt.
Bei den bekannten Blasrohren ergeben sich jedoch häufig Schwierigkeiten, die durch die unterschiedliche Ausdehnung der verschiedenen Teile des Blasrohres während des Betriebes bedingt sind. So treten insbesondere zwischen dem beidseitig gut gekühlten Leitrohr und dem Aussenrohr bzw. dem Mündungsteil des Blasrohres beträchtliche Temperaturunterschiede auf, die dazu führen können, dass sich durch Verziehungen der Durchgangsquerschnitt des Innenund Aussenmantels ändert. Damit ist die Gefahr verbunden, dass eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels nicht aufrecht erhalten und an bestimmte Stellen, meist an das Mündungsstück der Düse, nicht genug Kühlmittel herangebracht werden kann.
Bei einer Temperaturerhöhung der Düse auf 200-3000 C lassen die Festigkeitseigenschaften von Kupfer schon stark nach und es kann dann zu Brüchen kommen.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und besteht darin, dass das Leitrohr aus mindestens zwei teleskopartig zueinander verschiebbaren Teilen besteht, von denen einer am Mündungsteil des Blasrohres befestigt ist, so dass bei auftretenden Wärmespannungen während des Betriebes der Einrichtung der Durchgangsquerschnitt in der Umlenkungszone zwischen Innen-und Aussenmantel konstant gehalten wird. Zur Umlenkung des Kühlmittels an der Rohrmündung ist zweckmässig der mit dem Mündungsteil des Blasrohrcs verbundene Teil des Leitrohres als ringförmiger Leitkörper von stromlinienförmigem Querschnitt ausgebildet.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsform im Längsschnitt dargestellt.
Das Blasrohr besteht aus dem Innenrohr 1, dem Düseneinlaufstück 2, dem Mündungsteil 3 und dem Aussenrohr 4. Der Mündungsteil 3 und das Aussenrohr 4 bestehen vorzugsweise aus Kupfer, das Innenrohr und das Düseneinlaufstück können auch aus Stahl oder einem andern Werkstoff gebildet sein. Wie in der Zeichnung angedeutet, sind die genannten Teile durch Schweiss- oder Schraubverbindungen 5 miteinander verbunden. Innerhalb des durch die Innen- und Aussenteile des Rohres gebildeten Mantels ist konzentrisch das Leitrohr angeordnet, welches aus den einander überlappenden und teleskopartig zueinander verschiebbaren Teilen 6 und 7 besteht. Mit 8 sind Abstandhalter bezeichnet, die an einigen Stellen um den Umfang des Leitrohres vorgesehen sind.
Der Teil 7 des Leitrohres ist mit einem ringförmigen Leitkörper 9 von stromlinienförmigem Querschnitt verbunden, um den das Kühlmittel im Sinne der eingezeichneten Pfeile umgelenkt wird. Dieser ringförmige Leitkörper 9 sitzt mit seiner Ringnut 10 auf den Ansätzen der Stützrippen 11, die an dem Ring 12 angeschweisst sind. Dadurch, dass der Leitkörper 9 mit dem Teil 6 des Leitrohres nicht fest, sondern über das Ansatzstück 7 teleskopartig verbunden ist, macht der Leitkörper die durch die unterschiedliche Wärmedehnung bedingten Relativverscbiebungen der Teile 1, 4 und 6 nicht mit. Es bleiben daher die Querschnitte der Kühlkanäle gerade am Düsenstück immer konstant, so dass das Kühlwasser mit der erforderlichen hohen Geschwindigkeit durchgeleitet werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorteilhaft, die zwischen den Rohren 1 und 4 im Betrieb infolge von Ausdehnungsunterschieden auftretenden relativen Längenverschiebungen durch eine im Bereich des oberen Stückes des Rohres 1 eingebaute Stopfbüchse (nicht dargestellt) auszugleichen.
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In dem Ausführungsbeispiel nach der Zeichnung ist das Mündungsstück 3 als Lavaldüse ausgebildet. Die erfindungsgemässen Merkmale können jedoch auch bei einer andern Düse verwirklicht sein.
Die Düsenmündung nach dem Ausführungbeispiel weist eine konische Form auf und ist aus vollem Material hergestellt. Es wird ein verhältnismässig spitzer Winkel des Düsenendes bevorzugt, um ein rasches Abfliessen von Schlakken-oder Schmelzenspritzern zu ermöglichen. Ausserdem wird dadurch ein zusätzlicher Kühleffekt erreicht, da der mit hoher Geschwindigkeit - bis zu etwa 450 m/sec-am Düsenende ausströmende Sauerstoff infolge seiner Expansion die Düsenspitze stark abkühlt. Es können hier Temperaturen bis zu-60 C auftreten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Blasrohr zum Frischen von Roheisen mit einem Innenrohr, einem Aussenrohr und einem zur Bildung eines Kühlmittelumlaufes konzentrisch dazwischen angeordneten Leitrohr, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitrohr aus mindestens zwei teleskopartig zueinander verschiebbaren Teilen besteht, von denen einer am Mündungsteil des Blasrohres befestigt ist, so dass bei auftretenden Wärmespannungen während des Betriebes der Einrichtung der Durchgangsquerschnitt in der Umlenkungszone zwischen Innenund Aussenmantel konstant gehalten wird.