DD248608A1

DD248608A1 - WATER-COOLED INLET FOR A STEEL CONVERSION CONVERTER

Info

Publication number: DD248608A1
Application number: DD28965886A
Authority: DD
Inventors: Jens Lahr; Ekkehart Richter; Gunter Hartmann; Hans-Ruediger Dorst; Horst Maschler; Wolfgang Graebner
Original assignee: Maxhuette Unterwellenborn
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1987-08-12
Also published as: DD248608B3

Abstract

Das Ziel der Erfindung besteht darin, bei niedrigen Herstellungs- und Betriebskosten eine hohe Haltbarkeit der Aufblaslanze zu gewaehrleisten. Aufgabe der Erfindung ist es, eine hohe Haltbarkeit der Aufblaslanze mit Hilfe unkomplizierter technischer Mittel zu erreichen und dabei Wartungsaufwand und Kuehlwasserverbrauch zu minimieren. Diese Aufgabe wird durch ein mit einem zentralen Rohr zur Zufuehrung eines Blasmediums zu einem Lanzenkopf, einer Zu- und einer Abfuehrung fuer Kuehlwasser ausgeruesteten Aufblaslanze geloest, indem erfindungsgemaess das zentrale Rohr von einem konzentrischen Mantelrohr umgeben ist, das mit dem zentralen Rohr ein Ringkanal bildet. In dem Ringkanal ist radial zur Achse eine geradzahlige Anzahl von Trennwaenden ueber die gesamte Laenge der Aufblaslanze mit Ausnahme des Lanzenkopfes dicht mit dem zentralen Rohr und dem Mantelrohr verbunden. Fig. 1The aim of the invention is to ensure high durability of the blowing lance at low manufacturing and operating costs. The object of the invention is to achieve a high durability of Aufblaslanze using uncomplicated technical means while minimizing maintenance and cooling water consumption. This object is achieved by an inflating lance equipped with a central tube for supplying a blowing medium to a lance head, an inlet and a discharge for cooling water, in that according to the invention the central tube is surrounded by a concentric jacket tube which forms an annular channel with the central tube. In the annular channel, an even number of Trennwaenden over the entire length of the inflation lance with the exception of the lance head is connected to the center tube and the jacket tube radially to the axis. Fig. 1

Description

Eine wassergekühlte Aufblaslanze für einen Konverter zur Stahlerzeugung ist in bekannter Weise mit einem zentralen Rohr zur Zuführung eines Blasmediums zu einem mit einer oder mehreren Düsen versehenen Lanzenkopf, einer Zu- und einer Abführung für Kühlwasser ausgerüstet.A water-cooled blowing lance for a converter for steelmaking is equipped in a known manner with a central tube for supplying a blowing medium to a provided with one or more nozzles lance head, an inlet and an outlet for cooling water.

Erfindungsgemäß ist das zentrale Rohr von einem konzentrischen Rohr umgeben, das mit dem zenralen Rohr einen Ringkanal bildet. In dem Ringkanal sind radial zur Achse eine geradzahlige Anzahl von Trennwänden über die gesamte Länge der Aufblaslanzen mit Ausnahme des Lanzenkopfes selbst dicht, z. B. durch Schweißung, mit dem zenralen Rohr und dem Mantelrohr verbunden. Die Querschnittsflächen der Kanäle, die von dem zentralen Rohr, dem Mantelrohr und den Trennwänden gebildet werden, sind erfindungsgemäß gleich groß. Ferner ist erfindungsgemäß die Zu- und die Abführung des Kühlwassers jeweils mit der Hälfte der Kanäle verbunden, wobei die mit der Zuführung des Kühlwassers verbundenen Kanäle gleichmäßig über den Umfang des Mantelrohres verteilt sind.According to the invention, the central tube is surrounded by a concentric tube which forms an annular channel with the central tube. In the annular channel are radially to the axis of an even number of partitions over the entire length of the Aufblaslanzen except the lance head itself tight, z. B. by welding, connected to the zenralen pipe and the jacket tube. The cross-sectional areas of the channels, which are formed by the central tube, the jacket tube and the partitions, are according to the invention the same size. Further, according to the invention, the supply and discharge of the cooling water are each connected to half of the channels, wherein the channels connected to the supply of cooling water are distributed uniformly over the circumference of the jacket tube.

Die erfindungsgemäße wassergekühlte Aufblaslanze funktioniert wie folgt: Mit Hilfe der Zuführung wird das Kühlwasser auf die mit letzterer verbundenen Kanäle aufgeteilt. Es fließt in diesen Kanälen zum Lanzenkopf, wird dort um 180° umgelenkt, wobei es intensiv die thermisch am stärksten belastete Oberfläche der Lanze kühlt, und wird dann von den mit der Abführung des Kühlwassers verbundenen Kanälen aufgenommen und dieser zugeführt. Durch die Verbindung zwischen dem Mantelrohr und dem zentralen Rohr mittels der Trennwände wird erreicht, daß die auf Grund des Temperaturunterschiedes zwischen diesen beiden Rohren entstehenden Spannungen von den Trennwänden über die gesamte Länge der Lanze aufgenommen werden und der Lanzenkopf und insbesondere die die mechanische Verbindung von zentralem Rohr und Mantelrohr herstellenden Düsen praktisch frei von Bruchbelastungen sind.The water-cooled blowing lance according to the invention operates as follows: With the aid of the feed, the cooling water is split up into the channels connected to the latter. It flows in these channels to the lance head, where it is deflected by 180 °, where it intensely cools the thermally most heavily loaded surface of the lance, and is then taken up by the channels connected to the discharge of the cooling water and fed to this. By the connection between the jacket tube and the central tube by means of the partitions it is achieved that the resulting due to the temperature difference between these two tubes voltages are absorbed by the partitions over the entire length of the lance and the lance head and in particular the mechanical connection of central Tube and casing tube producing nozzles are virtually free of breaking loads.

Die erfindungsgemäße Aufblaslanze ermöglicht ferner eine Minimierung des Kühlwasserverbrauches, da Kühlwasser sowohl bei der Abwärts- als auch bei der Aufwärtsbewegung zur Kühlung der Oberfläche der Aufblaslanze genutzt wird, was unbedenklich ist, da sich die Temperatur des Kühlwassers an der Zu- und an der Abführung nur um weniger als 10 K unterscheidet. So wird zunächst 50% weniger Wasser benötigt als bei einer vergleichbaren Aufblaslanze, die mit zwei konzentrischen Ringkanälen ausgerüstet ist. Eine weitere Senkung des Kühlwasserbedarfes tritt dadurch ein, daß aus eben genannten Gründen der Außendurchmesser einer erfindungsgemäßen Aufblaslanze kleiner als der einer herkömmlichen Aufblaslanze und der Kühlwasserbedarf naturgemäß proportional der thermisch belasteten Oberfläche sind. Trotz des kleineren Außendurchmessers einer erfindungsgemäßen Aufblaslanze wird dank der Trennwände eine Steifheit erreicht, die der einer herkömmlichen nicht nachsteht. Ferner ist es vorteilhaft, wenn bei Aufblaslanzen mit einer geradzahligen Anzahl von Düsen die selbe Anzahl und bei Aufblaslanzen mit einer ungeradzahligen Anzahl von Düsen die doppelte Anzahl von Trennwänden in dem Ringkanal angeordnet sind. Durch diese Lösung wird eine intensive Kühlung des Lanzenkopfes gewährleistet.The Aufblaslanze invention also allows a minimization of cooling water consumption, since cooling water is used both in the downward and in the upward movement for cooling the surface of the Aufblaslanze, which is harmless, since the temperature of the cooling water at the inlet and at the outlet only differs by less than 10K. Thus, initially 50% less water is needed than with a comparable blowing lance, which is equipped with two concentric ring channels. A further reduction of the cooling water requirement occurs because of the reasons just mentioned, the outer diameter of a Aufblaslanze invention are smaller than that of a conventional Aufblaslanze and the cooling water requirement are naturally proportional to the thermally loaded surface. Despite the smaller outer diameter of a Aufblaslanze invention stiffness is achieved thanks to the partitions, which is not inferior to a conventional. Furthermore, it is advantageous if, in the case of Aufblaslanzen with an even number of nozzles, the same number and at Aufblaslanzen with an odd number of nozzles, twice the number of partitions are arranged in the annular channel. This solution ensures intensive cooling of the lance head.

Weiterhin sind dabei die Achsen der Düsen vorteilhaft so angeordnet, daß sie in einer Ebene mit den Trennwänden liegen. So wird erreicht, daß insbesondere die im Zentrum des Lanzenkopfes befindliche Oberfläche desselben intensiv gekühlt wird. Schließlich entstehen weitere Vorteile für die Kühlung des Lanzenkopfes daraus, daß der Strömungsquerschnitt des Kühlwassers im Lanzenkopf das 0,3- bis 0,7fache des Strömungsquerschnittes der Kanäle beträgt. Eine Unterschreitung dieser Werte führt zu unvertretbaren Druckverlusten in der Kühlwasserströmung, während eine Überschreitung eine wesentliche Verbesserung der Kühlung des Lanzenkopfes verhindert. Der Strömungsquerschnitt des Kühlwassers im Lanzenkopf wird durch die Entfernung des tiefsten Punktes der Trennwände vom tiefsten Punkt des Lanzenkopfes bestimmt.Furthermore, the axes of the nozzles are advantageously arranged so that they lie in a plane with the partitions. It is thus achieved that, in particular, the surface of the same located in the center of the lance head is intensively cooled. Finally, further advantages for the cooling of the lance head arise from the fact that the flow cross section of the cooling water in the lance head is 0.3 to 0.7 times the flow cross section of the channels. Falling below these values leads to unacceptable pressure losses in the cooling water flow, while exceeding them prevents a significant improvement in the cooling of the lance head. The flow cross section of the cooling water in the lance head is determined by the distance of the lowest point of the partitions from the lowest point of the lance head.

Ausführungsbeispielembodiment

Die erfindungsgemäße wassergekühlte Aufblaslanze für einen Konverter zur Stahlerzeugung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Die Zeichnung zeigt:The water-cooled blowing lance according to the invention for a converter for steelmaking is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows:

Fig. 1: Schematische Darstellung der wassergekühlten AufblaslanzeFig. 1: Schematic representation of the water-cooled Aufblaslanze

Eine wassergekühlte Aufblaslanze, die zum Frischen von Roheisen in einem Sauerstoffkonverter dient, ist mit einem aus Kupfer gefertigten Lanzenkopf 2 ausgerüstet, der vier Düsen 3 beinhaltet. Diese sind mit einem zentralen Rohr 1 verbunden, das der Zuführung eines Blasmediums, z. B. Sauerstoff, dient. An dem zentralen Rohr 1 sind vier Trennwände 8 gleichmäßig über den Umfang verteilt über die gesamte Länge der Aufblaslanze angeschweißt. Außerdem sind die Trennwände mit einem konzentrischen Mantelrohr 6 über die gesamte Lange der Aufblaslanze verschweißt. So ist ein zwischen dem Mantelrohr 6 und dem zentralen Rohr 1 entstandener Ringkanal 7 in vier Kanäle 9 mit gleichem Strömungsquerschnitt aufgeteilt.A water-cooled blowing lance used for refining pig iron in an oxygen converter is equipped with a lance head 2 made of copper, which includes four nozzles 3. These are connected to a central tube 1, the supply of a blowing medium, for. As oxygen, serves. At the central tube 1 four partitions 8 are evenly distributed over the circumference over the entire length of the Aufblaslanze welded. In addition, the partitions are welded to a concentric jacket tube 6 over the entire length of the inflation lance. Thus, a resulting between the casing 6 and the central tube 1 ring channel 7 is divided into four channels 9 with the same flow cross-section.

Im Oberteil der Aufblaslanze sind eine Zuführung 4 und eine Abführung 5 für das Kühlwasser angeordnet. Zu- und Abführung 4, 5 sind mit geeigneten Schläuchen verbunden. Das Oberteil der Aufblaslanze ist so ausgeführt, daß die Kühlwasserzuführung 4 mit Einlaufen 10 in jene zwei Kanäle 9 verbunden ist, die das Kühlwasser dem Lanzenkopf 2 zuführen, und die Abführung 5 für das Kühlwasser mit Ausläufen 11 aus den anderen zwei Kanälen verbunden ist.In the upper part of the Aufblaslanze a feed 4 and an outlet 5 are arranged for the cooling water. Inlet and outlet 4, 5 are connected to suitable hoses. The top of the Aufblaslanze is designed so that the cooling water supply 4 is connected with inlet 10 in those two channels 9, which supply the cooling water lance head 2, and the discharge 5 for the cooling water with outlets 11 from the other two channels is connected.

Der Lanzenkopf 2 ist am Unterteil der Lanze so angeschweißt, daß die'Achsen der Düsen 3 in einer Ebene mit den entsprechenden Trennwänden 8 liegen. Außerdem ist die untere Begrenzung der Trennwände 8 so ausgeführt, daß der Strömungsquerschnitt des Kühlwassers im Lanzenkopf 2 das 0,4fache des Strömungsquerschnittes der Kanäle 9 beträgt. So wird eine intensive Kühlung des Lanzenkopfes, insbesondere des Zentrums des Lanzenkopfes, erreicht.The lance head 2 is welded to the lower part of the lance so that the axes of the nozzles 3 lie in a plane with the corresponding partitions 8. In addition, the lower boundary of the partitions 8 is designed so that the flow cross-section of the cooling water in the lance head 2 is 0.4 times the flow cross-section of the channels 9. Thus, intensive cooling of the lance head, in particular the center of the lance head, is achieved.

Claims

1. A water-cooled Aufblaslanze for a converter for steel production, which is equipped with a central tube for supplying a blowing medium to a lance head with one or more nozzles, an inlet and an outlet for cooling water, characterized in that the central tube (1) of a concentric jacket tube (6) which forms with the central tube (1) an annular channel (7) that in the annular channel (7) radially to the axis an even number of partitions (8) over the entire length of the inflation lance except of the lance head (2) is tightly connected to the central tube (1) and the jacket tube (6), that the cross-sectional areas of the channels (9) of the central tube (1), the jacket tube (6) and the partitions (8 ) are equal in size, that the supply (4) and the discharge (5) of the cooling water is connected to each half of the channels (9), whereby those channels (9) connected to the supply (4) connected to the cooling water are evenly distributed over the circumference of the jacket tube (6).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in Aufblaslanzen with an even number of nozzles (3) the same number and Aufblaslanzen with an odd number of nozzles (3) twice the number of partitions (8) in the annular channel (7 ) is arranged.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the axes of the nozzles (3) lie in one plane with the associated partitions (8).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the partitions (8) in the lance head (2) are designed so that the flow cross-section of the cooling water in the lance head (2) the 0.3 to 0.7 times the flow cross-section the channels (9) is.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention relates to a water-cooled blowing lance for a converter for steelmaking. It can be used both on an oxygen-blowing converter and on a combined oxygen-oxygen converter.

Characteristic of the known technical solutions

In the practice of the oxygen lance method using a blowing lance, water-cooled lances have proven to be advantageous since they can have a relatively high durability. These Aufblaslanzen consist of three concentric tubes, which form two annular channels through which the cooling water is supplied to a nozzle-equipped lance head and is returned from this. Due to the longitudinal expansion differences occurring between the outer and inner tubes in the thermal load in the oxygen converter, voltages which are dissipated with the aid of suitable compensators in the upper part of the inflation lance. This results in additional expense in the production and maintenance of such Aufblaslanzen. In most cases, the cooling of the lance head is carried out so that the cooling water is supplied in the inner annular channel and then penetrates in the lance head in the opposite direction in the outer annular channel. Especially with multi-nozzle lance heads guide devices prove to be advantageous to organize an intense flow of cooling water in the lance head. Thus, according to SU-EB 183 782 in the lance head, a metallic insert is provided which is provided with openings whose number is equal to the number of nozzles. Further, an inflatable lance according to SU-EB 914 637 is known, which includes an insert with different thickness in the lance head, wherein the change in cross section for the water flowing in the lance head is defined. Although these technical solutions ensure durability of multi-nozzle lances at the level of Eindüsenlanzen, but require especially when changing the lance heads an increased workload.

Object of the invention

The aim of the invention is a water-cooled blowing lance for a converter for steelmaking, which ensures high durability at low manufacturing and operating costs.

Explanation of the essence of the invention

The state of the art in the field of blow lances for converters for steelmaking is characterized in that the aim of high lance durability is pursued by means of technical solutions which increase the manufacturing costs and in part also the maintenance costs. The object of the invention is therefore a water-cooled Aufblaslanze that ensures a high durability of Aufblaslanze and lance head using uncomplicated technical means, requires no additional maintenance and thereby has a minimal consumption of cooling water.
According to the invention, the object is achieved as follows: