DE102006010287A1 - Sauerstofflanzenkopf - Google Patents

Abstract

Bei einem Sauerstofflanzenkopf (1) mit einer Sammelkammer (2) für Sauerstoff, mit mehreren kreisförmig bezüglich der Sammelkammer (2) angeordneten Ausblasdüsen (3), mit jeweils einem einer Ausblasdüse (3) zugeordneten Kanal für die Kühlwasserführung mit einem Zuführungskanal (9) und einem anschließenden Rückführungskanal (10) für Kühlwasser ist abweichend vom Stand der Technik zur Verbesserung der Kühlung vorgesehen, dass in den Zuführungskanälen (9) in Strömungsrichtung hinter der Sammelkammer (2) die Wasserführungen jeweils in mindestens zwei Teilströme (12, 13) aufgeteilt sind.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Sauerstofflanzenkopf mit einer Sammelkammer für Sauerstoff, mit mehreren kreisförmig um die Achse dieser Kammer herum angeordneten Ausblasdüsen, mit jeweils einem einer Ausblasdüse zugeordneten Kanal für die Kühlwasserführung mit einem Zuführungskanal und einem anschließenden Rückführungskanal für das Kühlwasser.
• Derartige Sauerstofflanzenköpfe kommen insbesondere bei der Stahlherstellung zum Einsatz. Durch sie hindurch wird hochreiner Sauerstoff in einen Konverter oder dergleichen geblasen. Die Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs liegt dabei in der Regel im Überschallbereich. Jedenfalls handelt es sich bei derartigen Sauerstofflanzenköpfen um äußerst hoch belastete Bauelemente, die zur Gewährleistung akzeptabler Standzeiten einer besonders intensiven, wirksamen Kühlung bedürfen.
• Aus der DE 101 02 854 C2 ist ein solcher Sauerstofflanzenkopf bekannt. Dabei wird jeder Ausblasdüse durch ein geschlossenes, ungeteiltes Leitungssystem Kühlmittel zugeführt. Die Dichte des Kühlmittelstromes verteilt sich im Umkehrbereich zwischen Zu- und Abströmung des Kühlmittels ungleichmäßig derart, dass eine Strömungsverlagerung in Richtung auf deren Umkehrpunkt erfolgt. Dies hat dann eine Reduzierung der Kühlwirkung zur Folge, die wiederum eine Erhöhung des Kühlmittelaufwandes und/oder eine Verkürzung der Standzeiten zur Folge hat.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, bei einem derartigen Sauerstofflanzenkopf durch verbesserte Kühlung die Standzeiten der hochbelasteten Bauteile weiter zu erhöhen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Sauerstofflanzenkopf der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass im Zuführungskanal in Strömungsrichtung hinter der Sammelkammer die Wasserführung in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt ist.
• Die Aufteilung der Wasserführung im Zuführungskanal oberhalb der Sammelkammer bewirkt, dass das Kühlmittel in der Kühlwasserführung in gewünschter Weise an den jeweiligen Lanzenkopf herangeführt werden kann und vermeidet andererseits, dass sich die Strömung des Kühlwassers zu früh nach radial außen zum Rückführungsabschnitt hin orientiert. Dadurch wird die Kühlwirkung verbessert und damit die Standzeit der einzelnen Ausblasdüse erhöht.
• Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Wasserführung S-förmig verläuft und die zugeordnete Ausblasdüse mit Abstand umschließt.
• In Abhängigkeit von dem vorliegenden Aufbau des Sauerstofflanzenkopfes kann es zweckmäßig sein, dass die Wasserführung geradlinig verläuft und die zugeordnete Ausblasdüse mit Abstand umschließt.
• In Abhängigkeit von den jeweils vorgegebenen Situationen kann die Neigung, Krümmung und Länge der jeweiligen Wasserführung optimal angepasst werden.
• Anschließend wird nun eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand von Zeichnungen beschrieben.
• Es zeigt:
• 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung und
• 2 eine Schnittansicht eines Sauerstofflanzenkopfes mit Ausrichtung auf die Sammelkammer.
• Der Sauerstofflanzenkopf 1 ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Er hat eine Sammelkammer 2, durch die hindurch Sauerstoff Ausblasdüsen 3 zugeführt wird. Eine Außenwand 4 des Sauerstofflanzenkopfes 1 hat einen Mittelsteg 5, der den Kopf 6 der Sammelkammer 2 mit dem Außenmantel 7 des Sauerstofflanzenkopfes 1 verbindet. Auf der Innenseite des Außenmantels 7 ist ein Rückführungskanal 8 für die Kühlwasserabführung vorgesehen. Ein Zuführungskanal 9 für die Kühlwasserzuführung verläuft zwischen der Innenseite des Kanals 8 und der Außenwand der Sammelkammer 2.
• Im dargestellten Beispiel ist die Kühlwasserführung im Umkehrbereich 10 zwischen Zuführung und Abführung schnabelförmig ausgebildet, wobei die Schnabelspitze 11 in Richtung auf den Mittelsteg 5 gerichtet ist.
• In dem Raum zwischen dem Kopf 6 der Sammelkammer 2 und der Schnabelspitze 11 ist die Kühlwasserführung in zwei Teilströme 12, 13 geteilt, deren Verlauf durch einen Einbau 14 bestimmt ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist der Einbau 14 in Strömungsrichtung S-förmig ausgeführt. Der Bereich in seinem in Strömungsrichtung hinteren Abschnitt ist eng an den Mittelsteg 5 herangeführt. Dies führt dazu, dass der Teilstrom 12 eng an den gewünschten optimalen Bereich der Wärmeaufnahme nahe der zugehörigen Ausblasdüse 3 herankommt. Dieser Teilstrom 12 wird demnach jedenfalls zuverlässig davon abgehalten, für die Rückströmung einen verkürzten Weg zu nehmen. Aufgrund der darüber hinaus erfolgenden Zwangsführung auch des Teilstroms 13 ergibt sich hier eine verbesserte Wärmeaufnahme, also eine verbesserte Kühlung.

1

Sauerstofflanzenkopf

2

Sammelkammer

3

Ausblasdüse

4

Außenwand

5

Mittelsteg

6

Kopf

7

Außenmantel

8

Kanal

9

Kanal

10

Umkehrbereich

11

Schnabelspitze

12

Teilstrom

13

Teilstrom

14

Einbau

Claims (3)

1. Sauerstofflanzenkopf (1) mit einer Sammelkammer (2) für Sauerstoff, mit mehreren kreisförmig bezüglich der Sammelkammer (2) angeordneten Ausblasdüsen (3), mit jeweils einem einer Ausblasdüse (3) zugeordneten Kanal für die Kühlwasserführung mit einem Zuführungskanal (9) und einem anschließenden Rückführungskanal (10) für Kühlwasser, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zuführungskanälen (9) in Strömungsrichtung hinter der Sammelkammer (2) die Wasserführungen jeweils in mindestens zwei Teilströme (12, 13) aufgeteilt sind.
2. Sauerstofflanzenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserführung S-förmig verläuft und die zugeordnete Ausblasdüse (3) mit Abstand umschließt.
3. Sauerstofflanzenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserführung geradlinig verläuft und die zugeordnete Ausblasdüse (3) mit Abstand umschließt.