DE10140667C1

DE10140667C1 - Fireproof blow lance and process for its manufacture

Info

Publication number: DE10140667C1
Application number: DE10140667A
Authority: DE
Inventors: Manfred Jung
Original assignee: EKW EISENBERGER KLEBSAND WERKE
Current assignee: EKW EISENBERGER KLEBSAND WERKE
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2021-08-25
Also published as: DE50213046D1; EP1288315A3; ATE415496T1; EP1288315A2; EP1288315B1; ES2317970T3

Abstract

Fire-proof blowing lance (1) for immersing in a metal melt to introduce gas comprises a head (3) divided by an annular gap (8) forming a gas outlet opening into two parts which are joined together by bars (9). An Independent claim is also included for a process for producing the above fire-proof blowing lance. Preferred Features: The two head parts are monolithic. The annular gap has a length of 0.3-0.5 mm in the axial direction (11).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine feuerfeste Blaslanze zum Eintauchen in eine Metallschmelze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to a fireproof blow lance for immersion in a molten metal according to the preamble of claim 1 and a method for their Production.

Die AT-PS 225 213 zeigt eine Blaslanze zur Einbringung von Zusatzstoffen in kohlenstoffhaltige Eisenbäder und weist mehrere konzentrische Rohre auf, die am Kopf der Lanze einen Ringspalt bilden, an denen das Gas axial aus tritt. Das Gas soll dann auf die Oberfläche des Bades auf treffen. Zum Eintauchen in ein Bad ist diese Lanze nicht geeignet.AT-PS 225 213 shows a blowing lance for insertion of additives in carbon-containing iron baths and has several concentric tubes at the head of the Lances form an annular gap at which the gas flows out axially occurs. The gas should then hit the surface of the bath to meet. This lance is not for immersion in a bath suitable.

Die DE 25 46 647 B2 zeigt eine Tauchlanze mit zwei konzentri schen Rohren, von denen das Innere eine axiale Öffnung und das Äußere eine radiale Öffnung hat. Am kopfsseitigen Ende sind die beiden Rohre dicht miteinander verbunden. Im Betrieb tritt das in die Schmelze einzubringende Gas in der Hauptsache aus der zentralen Öffnung aus, mit der Folge, daß sich dort größere Gasblasen ansammeln, was zu einem "Pulsieren" des Gases führt und weiter, daß größere Gasblasen in das Bad gelangen statt kleine, fein verteilte.DE 25 46 647 B2 shows a diving lance with two concentric pipes, the interior of which has an axial opening and the exterior has a radial opening. At the head end In the end, the two pipes are tightly connected. The gas to be introduced into the melt occurs during operation mainly from the central opening with which Consequence that larger gas bubbles accumulate there, what to a "pulsation" of the gas and that larger Gas bubbles get into the bathroom instead of small, finely divided ones.

Die DE 195 04 941 A1 zeigt einen Gasspülstein, der durch Gießen eines feuerfesten Materials in eine Hohlform, in die ein aus einer ausschmelz- oder ausbrennbaren Substanz gebildeter, offener Hohlkörper nach Art einer Hülse einge setzt ist, hergestellt wird. Die Seitenwandungen des Hohlkör pers weisen flächige Durchbrüche auf, in denen später zwi schen den Gasdurchtrittskanälen bestehende Wandbereiche des Gasspülsteins gebildet werden. Nach dem Abbinden des feuerfesten Materials wird der Hohlkörper ausgeschmolzen oder ausgebrannt, womit sich dann ein Gasspülstein bildet, der Gasdurchtrittskanäle in Form von Fugen aufweist. DE 195 04 941 A1 shows a gas purging plug that passes through Pouring a refractory material into a mold, in the one from a meltable or burnable substance formed, open hollow body inserted like a sleeve sets is, is produced. The side walls of the hollow body pers have flat breakthroughs in which later between existing wall areas between the gas passage channels of the gas purging plug. After setting the the hollow body is melted out of refractory material or burned out, which then forms a gas purging plug, the gas passage channels in the form of joints.

Blaslanzen für das Einbringen von Gasen und insbesondere von Argon und Stickstoff in Metallschmelzen (auch Spül- oder Tauchlanze genannt) bestehen heute aus einem metallischen Trägerrohr und einer hoch feuerfesten Ummantelung. Die Zuleitung des Gases erfolgt oberhalb der Schmelze an einem Ende des Rohres. Nach Eintauchen der Spüllanze in die Metallschmelze erfolgt der Gasaustritt über Düsen, die axial in Verlängerung des Rohres (DE 297 00 948 U1) oder auch radial verlaufen können. Die Anzahl der Düsen variiert in der Praxis von eins bis drei. Der Düsendurchmesser liegt in der Praxis zwischen 3 und 12 mm. Blow lances for the introduction of gases and in particular of argon and nitrogen in molten metals (also purging or diving lance) today consist of one metallic support tube and a highly refractory Sheathing. The gas is supplied above Melt at one end of the tube. After immersing the Purging lance into the molten metal causes the gas to escape via nozzles that extend axially in the pipe (DE 297 00 948 U1) or can also run radially. The In practice, the number of nozzles varies from one to three. In practice, the nozzle diameter is between 3 and 12 mm.

Das Einblasen erfüllt folgende Zwecke:
The blowing serves the following purposes:

a) Homogenization of the molten metal
b) rapid dissolution of the alloy metals
c) homogenization of the metal temperature.

Mit den bekannten Blaslanzen und der heutigen Düsen spültechnik erhält man aber auch folgende Nachteile:
Es bilden sich große Gasblasen mit einer geringen Reaktionsoberfläche;
beim Aufsteigen der Gasblasen kommt es zu "Pulsationen", d. h. viele Blasen summieren sich zu sehr großen Blasen, die starke Turbulenzen an der Badoberfläche hervorrufen;
starke Oberflächenbewegungen führen zu einem starken Verschleiß der feuerfesten Ummantelung an der Lanze im Bereich Schmelze/Schlacke/Luft;
gleichzeitig erfolgt eine nicht erwünschte Reoxidation des Metalles;
bei Druckschwankungen kommt es leicht zu einem Zulaufen (Verstopfen) der Düsen. Durch diese Nachteile erhält man auch insgesamt eine geringe Lebensdauer der Blaslanzen.With the well-known blow lances and today's nozzle flushing technology, there are also the following disadvantages:
Large gas bubbles with a small reaction surface form;
When the gas bubbles rise, there are "pulsations", ie many bubbles add up to very large bubbles, which cause strong turbulence on the surface of the bath;
strong surface movements lead to heavy wear of the refractory casing on the lance in the area of melt / slag / air;
at the same time there is an undesired reoxidation of the metal;
in the event of pressure fluctuations, the nozzles easily clog up (clog). Due to these disadvantages, the blow lances also have a short overall life.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Blaslanze und ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, mit der die obigen Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll die Blaslanze eine längere Lebensdauer haben und eine Verbesserung der metallurgischen Prozeße erreichen.The object of the invention is to provide an improved blowing lance and to specify a method for their production, with which the above disadvantages are avoided. In particular, should the blowing lance has a longer life and one Achieve improvement in metallurgical processes.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 für die Vorrichtung und durch die im Patentanspruch 4 angegebenen Merkmale für das Herstellverfahren gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This object is achieved by the in claim 1 for the Device and by the specified in claim 4 Features for the manufacturing process solved. advantageous Refinements and developments of the invention are can be found in the subclaims.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, am Kopf der Blaslanze einen Ringspalt als Austrittsöffnung vorzusehen. Hierdurch erhält man eine sehr gleichmäßige Rundumspülung und die Erzeugung vieler Kleinstblasen mit großer spezifischer Reaktionsoberfläche. Dadurch erreicht man auch eine bessere Auflösung der Legierungsmetalle und eine bessere Homogenisierung der Metallschmelze und der Metalltemperatur. Durch die kleinen Glasblasen erhält man eine geringere Pulsation an der Badoberfläche, also ein sog. "soft bubbling". Auch erhält man eine geringere Metalloxidation und einen geringeren Verschleiß des feuerfesten Materiales in der Schlackenzone der Blaslanze. Die Gefahr des Zulaufens des Ringspaltes ist in der Praxis so gut wie nicht gegeben.The basic idea of the invention lies in the head of the Blow lance to provide an annular gap as an outlet opening. This gives you a very even all-round flush and the generation of many small bubbles with large ones specific reaction surface. This way you reach also a better dissolution of the alloy metals and a better homogenization of the molten metal and the Metal temperature. Through the small glass bubbles you get a lower pulsation on the bath surface, i.e. a so-called "soft bubbling". You also get a lower one Metal oxidation and less wear on the refractory material in the slag zone of the blow lance. The risk of the annular gap closing up is in practice almost non-existent.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:In the following, the invention is illustrated by means of an embodiment game in connection with the drawing in more detail explained. It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Blaslanze nach der Erfindung; Figure 1 is a schematic representation of the blowing lance according to the invention.

Fig. 2 eine detailiertere Darstellung einer Druckkammer der Blaslanze während eines Herstellschrittes; Fig. 2 is a more detailed illustration of a pressure chamber of the lance during a manufacturing step;

Fig. 3 eine Draufsicht einer bei der Herstellung verwendeten Lochfolie; und Fig. 3 is a perforated film used in the manufacture of a plan view; and

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 1 zur Darstellung des Ringspaltes. Fig. 4 shows a section along the line AA of Fig. 1 to show the annular gap.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Blaslanze 1, die mit feuerfestem Material 2 ummantelt ist und einen Kopf 3 aus Feuerfestmaterial aufweist, an dessen vorderem Ende sich eine Druckkammer 4 befindet. Im Bereich der Druckkammer 4 ist der Kopf mit einem Deckel 7 abgeschlossen, der über eine Vielzahl von Stegen 9 mit dem Rest des Kopfes 3 verbunden ist, wobei ein umlaufender Ringspalt 8 zwischen dem Deckel 7 und dem Rest des Kopfes 3 gebildet ist, der in Strömungsverbindung mit der Druckkammer 4 steht. Die Druckkammer 4 ist durch ein hohles Rohr 10 mit einer Gasquelle verbindbar. Durch den Ringspalt 8 erhält man eine gleichmäßige Rundumspülung und eine Vielzahl von Kleinstblasen mit spezifischer Reaktionsoberfläche. Die Gefahr des Zulaufens oder Zusetzens des Ringspaltes ist praktisch nicht gegeben. Fig. 1 shows a schematic representation of a blowing lance 1 , which is coated with refractory material 2 and has a head 3 made of refractory material, at the front end of which there is a pressure chamber 4 . In the area of the pressure chamber 4 , the head is closed with a cover 7 , which is connected to the rest of the head 3 via a plurality of webs 9 , a circumferential annular gap 8 being formed between the cover 7 and the rest of the head 3, which is shown in FIG Flow connection with the pressure chamber 4 is. The pressure chamber 4 can be connected to a gas source by a hollow tube 10 . The annular gap 8 gives a uniform all-round flush and a large number of small bubbles with a specific reaction surface. There is practically no risk of the annular gap closing or clogging.

Im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 4 wird das Herstellver fahren erläutert. Zur Bildung des Ringspaltes wird eine Folie 6 verwendet, die eine Vielzahl von Löchern 12 (Fig. 3) aufweist. Diese Folie 6 wird in eine nicht dargestellte Form eingelegt, die dann mit pastösem Feuerfestmaterial gefüllt wird, wobei die Löcher 12 der Folie 6 von dem Feuerfestmaterial durchdrungen werden, so daß der Kopf 3 der Blaslanze einerseits zwar durch die Folie 6 in zwei Teile 3' und 3" aufgeteilt wird, diese beiden Teile aber durch Stege 9 aus Feuerfestmaterial miteinander verbunden sind. Diese Stege werden an den Stellen gebildet, an denen sich die Löcher 12 befinden.In connection with FIGS. 2 to 4, the manufacturer is explained. A film 6 , which has a multiplicity of holes 12 ( FIG. 3), is used to form the annular gap. This film 6 is inserted into a mold (not shown), which is then filled with pasty refractory material, the holes 12 of the film 6 being penetrated by the refractory material, so that the head 3 of the blowing lance on the one hand through the film 6 in two parts 3 ' and 3 "is divided, but these two parts are connected to one another by webs 9 made of refractory material. These webs are formed at the locations where the holes 12 are located.

Das Aushärten erfolgt unter Wärmeeinwirkung, wobei die Folie 6 bei einer vorgegebenen Temperatur von etwa 360°C schmilzt, womit sich im Feuerfestmaterial der Ringspalt 8 bildet, der lediglich durch die Stege 9 unterbrochen ist.The curing takes place under the action of heat, the film 6 melting at a predetermined temperature of approximately 360 ° C., which forms the annular gap 8 in the refractory material, which is only interrupted by the webs 9 .

Die Lochfolie hat eine Dicke von 0,3 bis 0,5 mm. Andere Stärken bis zu mehreren mm sind aber auch möglich.The perforated film has a thickness of 0.3 to 0.5 mm. Other Thicknesses of up to several mm are also possible.

Claims

1. Fireproof blowing lance for immersion in a metal melt and introducing gas into the metal melt with a head which has a gas outlet opening, characterized in that the head ( 3 ) through an annular gap ( 8 ) in two parts ( 3 ', 3 " ) is divided, which are connected to each other by a plurality of webs ( 9 ), the annular gap ( 8 ) forming the gas outlet opening through which the gas exits radially.

2. Blow lance according to claim 1, characterized in that the two head parts ( 3 ', 3 ") are monolithic.

3. Blow lance according to claim 1 or 2, characterized in that the annular gap has a length in the axial direction ( 11 ) measured from 0.3 to 0.5 mm.

4. A method for producing a refractory blowing lance according to one of claims 1 to 3, characterized by the following steps:

- inserting a film with a large number of holes in a mold,
- filling the mold with refractory material, and
- Drying the refractory material under the influence of heat, which leads to a melting of the film and thereby forms the annular gap.