AT508664A4

AT508664A4 - Teilweise gasgekühlte sauerstoffblaslanze

Info

Publication number: AT508664A4
Application number: AT332010A
Authority: AT
Original assignee: Siemens Vai Metals Tech Gmbh
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2011-03-15
Also published as: WO2011085843A1; AT508664B1

Description

13. Jan. 2010 19:04 2010P0504AT

Siemens CIO P

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Nr. 3059 S. 5

Teilwaise gasgekühlte Sauerstoffblaslanze Die vorliegende Erfindung betrifft eine teilweise gasgekühlte Sauerstoffblaslanze. 5 Um den Verschleiß von Sauerstoffblaslanzen zur Stahlherstellung unter den bei ihrem Einsatz herrschenden Temperaturbedingungen gering zu halten, weisen Sauerstoffblaslanzen meist einen Kühlmantel mit Wasserkühlung auf. Dabei wird Kühlwasser in an der Außenseite der Sauerstoffblaslanze angeordnete Kühlwasserkanäle des Kühlmantels eingeleitet und nach dem Durchlaufen der Kühlwasserkanäle aus ihnen 10 ausgeleitet, um Wärme von der Sauerstoffblasianze abzuführen. Nachteilig ist dabei, dass das Gewicht der Sauerstoffblasianze im Einsatz durch die Wasserkühlung beträchtlich erhöht wird, was entsprechend dimensionierte Tragevorrichtungen notwendig und die Sauerstofflanze insgesamt schwerfälliger macht. Auch treten auf einer wassergekühlten Lanze aufgrund der intensiven Kühlung der Außenhaut der Sauerstoffblasianze zudem 15 Verbärungen aus frierenden Schlackespritzern und Stahlspritzern auf, die die Handhabung der Sauerstoffblasianze durch die damit verbundene Änderung der Abmessungen und des Gewichtes der Sauerstoffblasianze erschweren. Zudem besteht die Gefahr von Leckagen des Kühlmantels und damit verbundenem gefährlichen Kühlwassereintritt in die Stahlschmelze. 20 Es ist bekannt, die Wasserkühlung durch andere Kühlmedien zu ersetzen. DE10253463 stellt eine vollständig gasgekühlte Blaslanze vor. Eine vollständig gasgekühlte Sauerstoffblasianze ist hinsichtlich ihrer Fertigung aufwändig.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sauerstoffblasianze bereitzustellen, 25 mit der eine Behandlung von Stahlschmelzen mit gegenüber vollständig wassergekühlten Sauerstoffblaslanzen verminderter Gefahr von Leckagen von Kühlwasser vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sauerstoffblasianze mit zumindest einer 30 Sauerstoffleitung, welche zumindest entlang ihrer Längserstreckung von einem Kühlmantel umgeben i9t, wobei der Kühlmantel zumindest einen Kühlmittelkanal für Kühlwasser aufweist, der mit einer Zuleitung und einer Ableitung für Kühlwasser verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel zusätzlich zumindest einen mit einer Zuleitung für Kühlgas verbundenen Kühlgaskanal aufweist. 13/01 2010 MI 19:01 [SE/EM NR 8025] 0005 35 13. Jan

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Die Längserstreckung Ist dabei als die Erstreckung vom lanzenkopfseitigen Ende der Sauerstoffblaslanze bis zur Stelle der Einleitung von Sauerstoff in die Sauerstoffleitung der Sauerstoffblaslanze zu verstehen. Eine solche Sauerstoffblaslanze Ist teilweise wasser- und teilweise gasgekühlt. Der Kühlmantel umgibt die Sauerstoffleitung zumindest entlang der Längserstreckung der Sauerstoffblaslanze, er kann sich aber auch übereinen Teil des Querschnitts der Sauerstoffleitung erstrecken. Der Kühlmantel kann sich entlang der gesamten Längserstreckung der Sauerstoffblaslanze erstrecken oder über nur einen Teil der Längserstreckung der Sauerstoffblaslanze. Der Kühlmantel ist jedoch in jedem Fall in einem den Lanzenkopf umfassenden lanzenkopfseitigen Bereich der Sauerstoffblaslanze vorhanden, da dieser Bereich besonders stark Hitze und Verschleiß ausgesetzt ist und daher unbedingt einer Kühlung bedarf. Die Kühlung wird sowohl von Kühlwasser als auch von Kühlgas bereitgestellt. Da Kühlgas einen Teil der Kühlung übernimmt, ist die von Kühlwasser bereitzustellende Kühlung geringer als in allein wassergekühlten Sauerstoffblaslanzen. Entsprechend kann die von Kühlwasser gekühlte Oberfläche der Sauerstoffblaslanze geringer sein, was die Gefahr von Leckagen von Kühlwasser vermindert. Eine Vergrößerung der von Kühlgas gekühlten Oberfläche der Sauerstoffblaslanze geht auf Kosten der von Kühlwasser gekühlten Oberfläche der Sauerstoffblaslanze und trägt daher zur Erhöhung der Sicherheit im Betrieb bei. Bevorzugterweise wird der Kühlmantel in einem den Lanzenkopf umfassenden lanzenkopfseitigen Bereich der Sauerstoffblaslanze von dem zumindest einen Kühlgaskanal gebildet. Da dieser Bereich besonders stark Hitze und Verschleiß ausgesetzt ist, ist die Wahrscheinlichkeit einer Leckage in diesem Bereich am größten. Die Verwendung des Kühlmediums KOhlgas statt Kühlwasser in diesem Bereich erhöht entsprechend die Sicherheit beim Betrieb der Sauerstoffblaslanze. Bevorzugterweise erstreckt sich der den Lanzenkopf umfassende lanzenkopfseitige Bereich der Sauerstoffblaslanze, in dem der Kühlmantel von dem zumindest einen Kühlgaskanal gebildet wird, vom lanzenkopfseitigen Ende der Sauerstoffblaslanze aus über zumindest 0,25% bis zu 90% der Längserstreckung der Sauerstoffblaslanze. 13/01 2010 MI 13:01 [SE/EM NR 8025] @ 006 35

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Je größer der Bereich ist, in dem der Kühlmantel von dem oder den Kühlgaskanälen gebildet wird, desto geringer ist die Gefahr von Leckagen von Kühlwasser, da die exponierte Oberfläche des Teils des Kühlmantels, der von dem oder den Kühlmitteikanälen für Kühlwasser gebildet wird, entsprechend geringer ist. 5 Bevorzugt ist es, wenn ein Bereich größer 0,25% der Längserstreckung gasgekühit ist, beispielsweise bis zu 0,5%, bis zu 1%, bis zu 2%, bis zu 4%, bis zu 8%, bis zu 10%, bis zu 20%, bis zu 30%, bis zu 40%, bis zu 50%, bis zu 60%, bis zu 70%, bis zu 80% oder bis zu 90% der Längserstreckung. Je größer der gasgekühlte Bereich ist, desto leichter wird die erfindungsgemäße Sauerstoffblaslanze im Vergleich zu einer wassergekühlten 10 S auerstoffblaslanze.

Bei den genannten Zahlenwerten für den Bereich sind die oberen Grenzwerte mit umfasst. Mit zunehmendem Anteil an der Längserstreckung der Sauerstoffblaslanze wandert das der Einleitung von Sauerstoff in die Sauerstoffleitung zugewandte Ende des gasgekühlten Abschnittes immer weiter in Richtung Einleitung von Sauerstoff in die Sauerstoffleitung 15 der Sauerstoffblaslanze.

Bei einer Längserstreckung der Sauerstoffblaslanze von beispielsweise 25 m sind also beispielsweise zumindest die letzten 6,25 cm der Sauerstoffblaslanze gasgekühlt, was 0,25% der Längserstreckung ausmacht. 20 ln dem Bereich der Sauerstoffblaslanze, in dem der Kühlmantel nicht von dem oder den Kühlgaskanälen gebildet wird, wird der Kühlmantel von dem oder den Kühlmittelkanälen für Kühlwasser gebildet.

Dadurch, dass nicht die gesamte Sauerstoffblaslanze durch Kühlgas gekühlt wird, wird die Fertigung der Sauerstoffbiaslanze einfacher im Vergleich zu einer allein durch Kühlgas 25 gekühlten Sauerstoffblaslanze.

Als Kühlgas wird beispielsweise Druckluft, Stickstoff oder Sauerstoff verwendet, aus Kostengründen bevorzugt Druckluft. 30 Der zumindest eine mit einer Zuleitung für Kühlgas verbundene KUhlgaskanal kann lanzenkopfseitig offen oder geschlossen sein. Er kann auch eine Ableitung für Kühlgas aufweisen. Wenn er offen ist, kann das Kühlgas aus der Sauerstofflanze austreten. Wenn er geschlossen ist, kann das Kühlgas durch die Ableitung aus der Sauerstoffblaslanze abgeleitet werden. 13/01 2010 MI 19:01 [SE/EM NR 8025] @007 13. Jan. 201 0 19:04 Siemens CIC P Nr. 3059 S. 8 ·· ·· ·· ···· · ·« ······ · ·· · ······ · · ·♦· ···♦·· · · · · • · · · · ·· · ·· · 2010P0504AT 4

Anhand der folgenden schematischen beispielhaften Figuren zu Ausführungsformen der Erfindung wird diese erläutert.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform mit lanzenkopfseitig geschlossenem Kühlgaskanal 5 einer erfindungsgemäßen Sauerstoffblaslanze mit einer Ableitung für Kühlgas in einem Längsschnitt.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform mit lanzenkopfseitig offenem Kühlgaskanal einer erfindungsgemäßen Sauerstoffblaslanze in einem Längsschnitt. 10 In Figur 1 weist der Kühlmantel 1 im lanzenkopfseitige Bereich der Sauerstoffblaslanze 2 einen mit einer Zuleitung für Kühlgas 3 verbundenen Kühlgaskanal 4 auf. Der Kühlgaskanal 4 ist lanzenkopfseitig geschlossen und weist eine Ableitung für Kühlgas 5 auf. Das Kühlgas ist durch.gerade Pfeile dargestellt. Der Kühlmantel 1 umgibt die Sauerstoffleitung 6 entlang ihrer Längserstreckung. Der in der Sauerstoffleitung 6 15 geleitete Sauerstoff ist durch gezackte Pfeile dargestellt. Der Kühlmantel 1 weist einen Kühlmittelkanal für Kühlwasser 7 auf, der mit einer Zuleitung 8 und einer Ableitung 9 für Kühlwasser verbunden ist. Das Kühlwasser ist durch Pfeile mit doppelt strichllertem Schaft dargestellt. Die Darstellung des Kühlmantels ist schematisch und vereinfacht, selbstverständlich wird beispielsweise das Kühlwasser nicht in hydraulischem 20 Kurzschluss geführt.

In Figur 2 werden für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 verwendet. In Figur 2 ist der Kühlgaskanal 4 lanzenkopfseitig offen. Das Kühlgas tritt lanzenkopfseitig aus dem Kühlgaskanal 4 aus. 13/01 2010 MI 19:01 [SE/EM NR 8025] @008

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Bezugszeichenliste 1 Kühlmantel 2 Sauerstoffblaslanze 3 Zuleitung für Kühlgas 5 4 Kühlgaskanal 5 Ableitung für Kühlgas 6 Sauerstoffleitung 7 Kühlmittelkanal für Kühlwasser 8 Zuleitung für Kühlwasser 10 9 Ableitung für Kühlwasser 13/01 2010 MI 19:01 [SE/EM NR 8025] @009

Claims

13. Jan. 2010 19:04 Siemens CIC P Nr. 3059 S. 10 ·· ·· ·# ···* · ·· ·♦···· · ·· · ······ · · ··♦ • · · · · · # ♦ • · · ·· ·· · ·· · 5 10 15 201OP0S04AT Patentansprüche: 6 1. Sauerstoffblaslanze (2) mit zumindest einer Sauerstoffleitung (6), welche zumindest entlang ihrer Längserstreckung von einem Kühlmantel (1) umgeben ist, wobei der Kühlmantel (1) zumindest einen Kühlmittelkanal für Kühlwasser (7) aufweist, der mit einer Zuleitung (8) und einer Ableitung (Θ) für Kühlwasser verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (1) zusätzlich zumindest einen mit einer Zuleitung für Kühlgas (3) verbundenen KUhlgaskanal (4) aufweist. 2. Sauerstoffblaslanze (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (1) in einem den Lanzenkopf umfassenden lanzenkopfseitigen Bereich der Sauerstoffblaslanze (2) von dem zumindest einen Kühlgaskanal (4) gebildet wird. 3. Sauerstoffblaslanze (2) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der den Lanzenkopf umfassende lanzenkopfseitige Bereich der Sauerstoffblaslanze (2), in dem der Kühlmantel (1) von dem zumindest einen Kühlgaskanal (4) gebildet wird, vom lanzenkopfseitigen Ende der Sauerstoffblaslanze (2) aus über zumindest 0,25% bis zu 90% der Längserstreckung der Sauerstoffblaslanze (2) erstreckt. 13/01 2010 MI 19:01 [SE/EM NR 8025] ®010