DE102006016787A1

DE102006016787A1 - Tauchlanze für Metallschmelzen

Info

Publication number: DE102006016787A1
Application number: DE200610016787
Authority: DE
Inventors: Bernd Feldhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2026-04-11
Also published as: DE102006016787B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tauchlanze für die metallurgische Behandlung von Metallschmelzen in einer Pfanne, mit einem Feuerfestbeton (6) und einem innerhalb des Feuerfestbetons (6) im Wesentlichen in der Mittelachse zu diesem verlaufend angeordneten Innenrohr (19) mit einem Impfkanal (21) und mindestens einem Austrittskanal (2) für wenigstens ein in die Schmelze einzubringendes Medium mit der Besonderheit, dass sich in der Lanze durch die unterschiedlichen Werkstoffe Beton und Stahl bei gleicher/wechselnder Temperatur keinerlei Spannungen zwischen Beton und Stahl aufbauen können. Um Rissbildung im Feuerfestbeton (6) zu vermeiden und somit die Standzeit der Tauchlanze zu erhöhen, ist um das zentrale Innenrohr (1) ein Kompensator (7) bzw. (8) angeordnet, der den Feuerfestbeton (6) trägt und widerstandslos der Betondehnung folgt, seine Eigendehnung intern spannungsfrei abbaut und widerstandslos auf dem Innenrohr gleitet. Es werden jegliche verschiedene thermische Dehnungen kompensiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tauchlanze für die metallurgische Behandlung von Metallschmelzen in einer Pfanne, mit einem Kompensator und wenigstens einem innerhalb des Kompensators im wesentlichen parallel zu diesem verlaufend angeordneten Innenrohr mit einem Durchlass für wenigstens ein in die Schmelze einzubringendes Medium, wobei an dem Kompensator eine von der Metallschmelze trennende Beschichtung aus einem Feuerfestmaterial angeordnet ist.
Tauchlanzen für die metallurgische Behandlung von Metallschmelzen in Pfannen – insbesondere sogenannter Grießpfannen bei der Stahlherstellung bzw. Chargierpfannen bei der Roheisenbehandlung – sind im Stand der Technik in zahlreichen Ausgestaltungen bekannt und werden bei metallurgischen Behandlungen von Metallschmelzen, insbesondere von Roheisen- und/oder Stahlschmelzen, verwendet. Bei der Roheisenbehandlung wird beispielsweise ein Entschwefelungsmittel mittels eines Trägergases durch die Tauchlanze auf den Grund der Roheisenpfanne in die Schmelze injiziert, während bei der Stahlherstellung beispielsweise Argongas zum Homogenisieren der Schmelze oder Feststoff zur Feinlegierung mittels Tauchlanze eingebracht werden.
Während des Blasvorganges sind die Tauchlanzen meist für einen Zeitraum zwischen fünf und sechzig Minuten in die heiße Metallschmelze eingetaucht und unterliegen dort entsprechend hohen thermischen Belastungen. Um den in der Schmelze herrschenden Temperaturen von weit über 1000°C zu widerstehen, sind Tauchlanzen von einem Feuerfestmaterial umhüllt. Das Feuerfestmaterial ist in der Regel fest um ein Rohr aus Stahl herum angeordnet, durch dessen hohlen Innenraum das in die Schmelze zu injizierende Medium geleitet wird, und besteht beispielweise aus einem feuerfesten Beton. Der feuerfeste Beton wird durch an dem Stahlrohr festgelegte Anker und/oder Bewehrung gehalten und ist daher auf der gesamten Länge der Tauchlanze fest mit dem Stahlrohr verbunden. Die Standzeit einer Tauchlanze wird in erster Linie durch die Qualität des Feuerfestmaterials, die Rissbildung des Feuerfestmaterials, die Tauchzeit sowie die Schmelzentemperatur bestimmt.
Bei einem Eintauchen der Tauchlanze in die Schmelze kommt es zu einer starken Erhitzung des das Innenrohr umgebenden Feuerfestmaterials, während das Innenrohr selbst durch das in die Schmelze einzuleitende Medium gekühlt wird. Zwischen dem Innenrohr und dem Außenmantel aus Feuerfestmaterial entsteht in der Folge ein starkes Temperaturgefälle, weshalb es zu einem deutlich unterschiedlichen Dehnverhalten von Innenrohr und Feuerfestmaterial kommt. Durch die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten von Stahl und Beton kommt es insbesondere während der Abkühlphase einer Lanze zu wechselnden Ausdehnungen. Wenn die Lanze mit einer Feuerfesttemperatur von 1200°C aus dem Schmelzbad herausfährt und das Innenrohr, welches bis dahin vom Medium gekühlt wurde, 600°C heiß ist, wird es nach kurzer Zeit zu einem Temperaturausgleich von Innenrohres und Feuerfestmaterial auf z.B. 800°C kommen. Bis zur Umgebungstemperatur von z.B. 20°C kühlen dann beide Materialien gleichmäßig ab. Das Dehnungsverhalten während der gleichmäßigen Abkühlphase ist aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten (Stahl:Beton = 10:1) unterschiedlich. Diese unterschiedliche Dehnungen führen zu Spannungsrissen in dem Feuerfestmaterial, deren Auftreten durch wiederholte Verwendung der Tauchlanze mit zwischenliegenden Abkühlphasen gefördert wird und die die meisten Ausfälle der Tauchlanzen begründen.
In die sich im Laufe der Benutzung der Tauchlanze bildenden Risse dringt die Metallschmelze oder Schlacke ein und erstarrt dort während der Abkühlung nach einer Schmelzenbehandlung. Durch das in die Risse eingedrungene Metall bzw. durch die in die Risse eingedrungene Schlacke wird das Feuerfestmaterial bei der Abkühlung an einer entsprechenden Schrumpfung gehindert, wodurch die Spannungsrisse erweitert werden. Bei einem nachfolgenden Einsatz dringt die Metallschmelze tiefer in die aufgeweiteten Risse ein und verursacht bei einer nachfolgenden Abkühlung ein weiteres Aufweiten der Risse. Dieser Vorgang setzt sich so lange fort, bis die Schmelze unterstützt von ihrem geostatischem Druck, in die Nähe des Feuerfestmaterials ummantelten Innenrohres gelangt und dieses lokal überhitzt. Bedingt durch den Druck des durchgeleiteten Mediums beginnt das Rohr sich plastisch bis hin zu einem vollständigen Versagen zu verformen. Die Folge ist eine Zerstörung der Tauchlanze, die einen Verfahrensabbruch und ein Auswechseln der Lanze erforderlich bedingen, was nachteiligerweise zu Zeitverlust und erhöhten Kosten führt.
Aus der DE 34 23 192 und der DE 28 19 714 sind Tauchlanzen mit mehrerer zueinander konzentrisch angeordneten Rohren bekannt, von denen das Außenrohr eine Feuerfestbeschichtung trägt und durch eines der Innenrohre ein Impfmedium in die Schmelze eingeleitet wird. Bei diesen Tauchlanzen sind Außenrohr und Innenrohr auf ihrer gesamten Länge gegeneinander eingespannt, so dass thermische Dehnung unabhängig voneinander nicht möglich sind, wodurch Spannungen in das Feuerfestmaterial eingeleitet werden, die unter Umständen nachteiligerweise zu einem vorzeitigen Versagen der Lanzen führen können.
Aus der DE 297 00 944 U1 sind Tauchlanzen zum Schutz des Innenrohres mit einem Blech bzw. Blechrohr umhüllt, welches die Verbindung zum Feuerfestbeton herstellt. Hier ist es das Ziel, das Innenrohr durch das Blechrohr zu schützen, so dass es wieder verwertet werden kann. Unterschiedliche Ausdehnungen des Blechrohres zu dem Feuerfestbeton können sich durch die starre Verbindung mittels Ankern nicht freie zueinander ausdehnen. Bedingt durch die dünne Wandung des Blechrohres werden hierbei unterschiedliche Spannungen in Dehnung bzw. Stauchung des dünnen Bleches übertragen. Falls das dünne Blech einen großen Widerstand erzeugt, wird der Beton in gleicher Weise reißen, wie an den eingangs beschrieben Lanzen. Nachteilig ist im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung, dass hier die nicht näher beschriebene Ankerbefestigung auf dem dünnen Blech keinen sicherer Halt für den Beton gewährleistet, da stetig Zug- und Druckspannungen zwischen denn beiden Materialien wirken.
Aus der WO 80/01923 A1 sind Tauchlanzen bekannt, die das Innerohr ebenfalls wie bei der DE 297 00 944 U1 durch ein dünnwandiges Metallrohr schützen, welches die thermischen Bewegungen zwischen dem dünnwandigen Metallrohr 25 und dem Innenrohr 21 gleitend ausgleichen soll. Wie bei der DE 297 00 944 U1 ist hier das dünnwandige Rohr mit dem Feuerfestbeton fest vergossen, so dass zwischen Beton und dünnwandigem Metallrohr keine Kompensation von unterschiedlichen Dehnungen stattfinden kann.
Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung eine Tauchlanze für die metallurgische Behandlung von Metallschmelzen in einer Pfanne, mit einem Innenrohr, dass von einem so genannten Kompensator umhüllt ist, welcher mittels Ankern und/oder Bewehrung mit dem Feuerfestbeton verbunden ist, vorgeschlagen. Bei dieser Ausgestaltung werden alle verschiedenen thermischen Dehnungen spannungsfrei abgebaut und somit kompensiert.
Die erfindungsgemäße Tauchlanze weist eine Befestigungsstruktur auf, mit der sie in an sich bekannter Weise an einer Handhabungseinheit zu befestigen ist. Diese Befestigungsstruktur ist dabei vorteilhaft so ausgebildet, dass die Tauchlanze einfach und schnell zu befestigen und auszutauschen ist. Bei der Befestigungsstruktur handelt es sich beispielsweise um ein an einem Innenrohr oder Außenrohr angeordnetem Gewinde. Anstelle eines Gewindes ist ebenfalls eine Befestigung mittels beliebig anderer Struktur, zum Beispiel mittels eines Schnellkupplungssystems möglich.
Die Verbindung des einen Innenrohres, dass im Folgenden als Innenrohr bezeichnet wird, mit dem Kompensator befindet sich vorzugsweise an dem dem Boden der Pfanne zugewandten Endbereich des Außenrohres. Diese Verbindung ist derart ausgebildet, dass eine sichere Verbindung von Innenrohr und Kompensator auch nach einer längeren Einsatzdauer der Tauchlanze und vor allem auch bei hohen Temperaturen gewährleistet ist. Von dieser Verbindungsstelle ausgehend können sich das Innenrohr und der Kompensator voneinander unabhängig in Richtung ihrer Längserstreckung ausdehnen, ohne dass durch eine Dehnung des Innenrohres oder des Kompensators eine Spannung erzeugt wird, die das Innenrohr oder/und den Kompensator an seiner thermischen Dehnung hindert.
Der Kompensator setzt thermischen Längenänderungen des Feuerfestmaterials keinerlei Widerstand entgegen, da er sich der Ausdehnung des Feuerfestmaterials exakt gleich und widerstandslos anpasst. Zu diesem Zweck besteht der Kompensator aus um das Innenrohr gewickeltem Flacheisen an das zum Halt des Feuerfestbetons Anker und Bewehrung befestigt sind. Das Flacheisen ist eng am Innenrohr anliegend gewickelt, so das beim Verguss des Feuerfestbetons der Feuerfestbeton das Innenrohr nicht berühren kann und somit auch keine Haftung zum Innenrohr aufbauen kann. Auf der Breite des Flacheisens mit z.B. 25 mm ist vorzugsweise jeweils nur ein Anker aufgeschweißt, so dass bei unterschiedlichen Dehnungen vom Stahl und Feuerfestmaterial beide Materialien sich unabhängig voneinander ausdehnen können. Das Flacheisens ist so eng gewickelt, dass das Feuerfestmaterial beim Verguss das Innenrohr nicht berührt und keine Haftung zum Innenrohr aufbaut aber jede einzelne Windung sich bei maximaler Ausdehnung des Stahls zum sich weniger ausdehnendem Feuerfestmaterials frei ausdehnen kann. Dies bedeutet, dass der Abstand von Windung zu Windung so groß sein sollte, dass bei maximaler thermischer Ausdehnung des z.B. 25 mm breiten Flacheisen dieses sich frei ausdehnen kann. An Stelle des Flacheisen kann T – Stahl oder Winkelstahl ebenfalls Verwendung finden. Der erschwerten Fertigung des Wickelns von T – Stahl oder Winkelstahl um das Innenrohr kommt der Vorteil der verbesserten Verankerung des Feuerfestmaterials zum Kompensator entgegen.
Eine weitere Ausgestaltung des Kompensators ist, dass eine Vielzahl von Rohrstücken über das Innenrohr geschoben und diese Vielzahl von Rohrstücken mit um die Rohrstücke gewickeltem Flacheisen, Rohr, Draht oder ähnlich beliebigen Profil mit einem Schweißpunkt fest verbunden sind. Die Rohrstücke sind so auf das Innenrohr gesteckt, dass bei unterschiedlicher Dehnung von Stahl und Feuerfestmaterial beide Materialien sich unabhängig voneinander ausdehnen können. Ein kleiner fixierter Abstand zwischen den Rohrstücken ist mittels Klebeband vor dem Verguss zu sichern, dass beim Verguss des Feuerfestmaterials das Innenrohr vom Feuerfestmaterial nicht berührt wird und demzufolge keine Haftung zum Innenrohr aufgebaut wird, aber jedes einzelne Rohrstück sich bei maximaler Ausdehnung des Stahls zum sich weniger ausdehnendem Feuerfestmaterials frei ausdehnen kann. Dies bedeutet, dass der Abstand von Rohrstück zu Rohrstück so groß sein sollte, dass bei maximaler thermischer Ausdehnung eines Rohres dieses sich frei ausdehnen kann. Wenn in Längsrichtung der Lanze jeweils nur ein Anker, vorzugsweise in der Mitte des Rohrstückes, auf dem Rohrstück aufgeschweißt ist und davon ausgegangen wird, dass das Feuerfestmaterial auf dem jeweiligem Rohrstück nicht haftet, können sich bei unterschiedlicher Dehnung die Materialien Stahl und Feuerfestmaterial frei voneinander ausdehnen. Eine andere Verbindung der Rohrstücke miteinander ist jeweils eine Verbindung der einzelnen Rohrstücke mit einzelnen Brücken aus Draht oder derartiger elastischer Verbindungselemente, die an ihren Enden jeweils auf den gegenüber liegenden Seiten mit den Rohrstücken verschweißt sind.
Eine Kombination der beiden Kompensatorarten (Flacheisen und Rohrstücke) an einer Lanze ist ebenfalls so möglich, dass z.B. das Innenrohr unter gewickeltes Flacheisen und oben Rohrstücke aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Tauchlanze wird die Rissbeständigkeit des Feuerfestmaterials bedeutend verbessert, da diesem einerseits ermöglicht wird thermische Längsänderungen entsprechend seinen Materialeigenschaften frei auszuführen und in ihm andererseits keine Spannungen durch kältere Elemente der Tauchlanze und/oder Elemente mit andern thermischen Eigenschaften induziert werden. Das Innenrohr, der Kompensator und das Feuerfestmaterial können sich zueinander beliebig den jeweiligen Ausdehnungseigenschaften bei gleichen und unterschiedlichen Temperaturen ausdehnen. Insgesamt wird das erfindungsgemäß so erreicht, dass das Feuerfestmaterial sicher mit dem Kompensator befestigt ist der wiederum gleitend auf dem Innenrohr geführt ist und thermische Ausdehnungen entsprechend seiner jeweiligen Temperatur ungehindert ausführen kann. Das Entstehen von Spannungsrissen wird daher weitestgehend verhindert, wodurch eine längere Standzeit der Tauchlanze erzielt wird. Dies führt insbesondere zu erheblichen Kosteneinsparungen bei der metallurgischen Behandlung von Metallschmelzen. Ferner wird die Häufigkeit eines Versagens einer Tauchlanze durch derartige Risse vermindert. Schließlich wird das Auftreten von Produktstörungen verringert.
Um Störungen in Verbindung eines möglichen Versagens der Verbindungsschweißnaht vom Kompensator an das Innenrohr zu verhindern, indem dass der nicht mit der Handhabungseinrichtung verbundene Kompensator mit Feuerfestmaterial beim Herausfahren bzw. Ziehen der Lanze aus der Schmelze in die Pfanne fällt aber auch während der Behandlung auf schwimmt, wird nach einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung vorgeschlagen, dass der Kompensator und das Innenrohr an ihren von der Pfanne abgewandten Enden gegenseitig gesichert sind. Diese Sicherung kann vorteilhafterweise in beliebiger Form erfolgen, vorteilhafterweise ist dabei jedoch darauf zu achten, dass thermische Dehnungen des das Feuerfestmaterial tragenden Kompensators durch die Sicherung nicht behindert werden. Mit der Erfindung wird zu diesem Zweck vorgeschlagen, dass der Kompensator an seinem der Pfanne abgewandtem Ende mit wenigstens einem Langloch versehen ist, durch das ein am Innenrohr angeordnetes Sicherungselement ragt. Das Sicherungselement kann sich vorteilhafterweise entsprechend den unterschiedlichen thermischen Dehnungen von Innenrohr und Kompensator in dem Langloch verschieben. Das Sicherungselement ist vorzugsweise eine am Innenrohr fest geschweißte Nase oder Nocken beliebiger Form, der das Langloch durchgreift. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können der Kompensator und das Innenrohr mittels wenigstens einer mit ihnen jeweils verschweißten Kette oder derartiger Sicherungselemente gesichert sein.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden nicht beschränkenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren hervor. Dabei zeigen:
1 eine Tauchlanze nach dem Stand der Technik in einer geschnittenen Ansicht;
2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tauchlanze teils in geschnittener Ansicht
3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tauchlanze teils in geschnittener Ansicht
In 1 ist eine Tauchlanze dargestellt, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Tauchlanze besteht im wesentlichen aus einem Metallrohr 20, durch das ein Impfkanal 21 verläuft und das von einer Beschichtung aus einem Feuerfestbeton 6 umgebeben ist. Das Metallrohr weist an seinem einer nicht dargestellten Pfanne abgewandten Ende – nachfolgend als oberes Ende bezeichnet – ein Gewinde 3 auf, mit dem es an einem ebenfalls nicht dargestellten Handhabungsgerät unter Konterung mittels einer Scheibe 22 und einer Mutter 23 befestigt wird. Der Impfkanal 21 erstreckt sich durch die gesamte Länge des Metallrohres 20. Durch den Impfkanal 21 wird bei einem Einsatz der Tauchlanze ein in die Metallschmelze zu injizierendes Medium geleitet, das im Bereich des dem Gewinde 3 gegenüberliegenden Endes – nachfolgend als unteres Ende bezeichnet – durch die Austrittskanäle 2 in die Schmelze eingeleitet wird. Der Feuerfestbeton 6 ist mit dem Metallrohr 20 über an dieses angeschweißte Anker 4 und Bewehrung 5 fest verbunden. Wenn die Lanze in der Schmelze eingetaucht ist, wird das Metallrohr 20 durch das hindurchgeleitete Medium gekühlt, während sich der Feuerfestbeton 6 aufgrund der in der Schmelze herrschenden hohen Temperatur stark erhitzt. Demzufolge dehnt sich der Beton anders aus als das Metallrohr 20. Entgegengesetzt dehnt sich das Metallrohr durch Erwärmung nach Verlassen der Lanze aus der Schmelze bis zur endgültigen Abkühlung auf Raumtemperatur aus, weil nach Verlassen der Lanze aus der Schmelze das kühlende Medium nicht mehr durch das Metallrohr 20 fließt. Während einer Übergangsphase, in der der Feuerfestbeton 6 das Metallrohr 20 aufheizt, werden der Feuerfestbeton und das Metallrohr gleiche Temperaturen annehmen. In dieser Phase, bedingt durch die ca. 10-fach höhere Ausdehnung des Metallrohres zum Feuerfestbeton, dehnt sich das Metallrohr bedeutend mehr aus als der Feuerfestbeton 6. Durch dieses unterschiedliche Dehnungsverhalten der unterschiedlichen Materialien bei unterschiedlichen oder gleichen Temperaturen werden im Feuerfestbeton 6 beträchtliche Spannungen erzeugt, die zu dem eingangs beschriebene Rissverhalten und letztendlich zum Versagen der Tauchlanze führen.
In 2 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tauchlanzen dargestellt. Die Tauchlanze weist ein Innenrohr 1 mit Impfkanal 21, vergleichbar mit Metallrohr 20 und Impfkanal 21, auf. Dieses ist an seinem oberen Ende mit Gewinde 3 versehen, mit dem die Tauchlanze wie die zuvor beschriebene Tauchlanze nach dem Stand der Technik an einem nicht dargestellten Handhabungsgerät befestigt wird. Der durch die gesamte Länge des Innenrohres 1 verlaufende Impfkanal 21 ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt und ist an seinem unteren Ende mit einer Kappe 24 dicht verschlossen. Das durch den Impfkanal 21 geleitetet Medium tritt über zwei von dem Impfkanal orthogonal abzweigende Austrittskanäle 2 in die Metallschmelze aus. Die Austrittskanäle 2 können entsprechend der jeweils vorliegenden Anforderung in gewünschter Anzahl und in beliebiger Orientierung vorgesehen sein.
Das Innenrohr 1 ist im Bereich seiner bei einem Einsatz in die Schmelze eintauchenden Länge von einem zu dem Rohr konzentrisch gewendelt angeordneten Flacheisenkompensator 7 umgeben. Der Flacheisenkompensator 7 ist mit dem Innenrohr 1 ausschließlich über eine am unteren Ende des Flacheisenkompensators angeordnete Schweißnaht 13 verbunden und ist von dort aus nach oben eng am Innenrohr 1 anliegend gewickelt. Der Flacheisenkompensator 7 kann über seine gesamte Länge mit Ausnahme der Schweißnaht 13 relativ zum Innenrohr 1 male Dehnungsbewegungen durchführen, wobei der Abstand X zwischen den Windungen so groß sein sollte, dass bei maximaler Ausdehnung der Flacheisenbreite „Y" sich jede Windung frei ausdehnen kann. Der Abstand „X" liegt vorteilhaft bei ca. 0,2 mm.
Die Tauchlanze hat über ihre gesamte Länge am Flacheisenkompensator 7 und im Bereich der Festlagerzone 14 am Innenrohr 1 eine Beschichtung aus Feuerfestbeton 6 befestigt. Zum Zwecke der Befestigung des Feuerfestbetons 6 sind auf die Flacheisen des Flacheisenkompensator 7 sowie auf das Innerohr 1 im Bereich der Festlagerzone 14 zahlreiche Anker 4 angeschweißt oder in ähnlicher Weise befestigt. Die Anker 4 tragen wiederum Bewehrung 5, die zusammen mit den Ankern 4 für einen sicheren und festen Halt des Feuerfestbetons 6 auf dem Flacheisenkompensator 7 sowie unterhalb des Flacheisenkompensators auf dem Innenrohr 1 in der Festlagerzone sorgen.
In 3 ist eine Ausführungsform einer weiteren erfindungsgemäßen Tauchlanze dargestellt. Die Tauchlanze weist ein Innenrohr 1 mit Impfkanal 21 auf, vergleichbar mit Metallrohr 20 und Impfkanal 21. Dieses ist an seinem oberen Ende mit Gewinde 3 versehen, mit dem die Tauchlanze wie die zuvor beschriebene Tauchlanze nach dem Stand der Technik an einem nicht dargestellten Handhabungsgerät mittels der Scheibe 22 und Mutter 23 befestigt wird. Der durch die gesamte Länge des Innenrohres 1 verlaufende Impfkanal 21 ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt und ist an seinem unteren Ende mit einer Kappe 24 dicht verschlossen. Das durch den Impfkanal 21 geleitetet Medium tritt über zwei dem orthogonal abzweigenden Austrittskanäle 2 in die Metallschmelze aus. Die Austrittskanäle 2 können entsprechend der jeweils vorliegenden Anforderung in gewünschter Anzahl und in beliebiger Orientierung vorgesehen sein.
Das Innenrohr 1 ist im Bereich seiner bei einem Einsatz in die Schmelze eintauchenden Länge von einem zu ihm konzentrisch aufgesteckten Rohrkompensators 8 umgeben. Der Rohrkompensator 8 ist mit dem Innenrohr 1 vorliegend ausschließlich über das am unteren Ende des Rohrkompensators angeordnete Rohrstück 15 durch Schweißnaht 13 verbunden. Der Rohrkompensator besteht aus vielzähligen Rohrstücken 15 die elastisch miteinander durch eine Wendel 9 und den Wendelschweißpunkten 16 verbunden sind. Eine weitere elastische Verbindung sind Brücken 10 mit den Brückenschweißpunkten 17 die jedes einzelne Rohrstück miteinander verbinden. Die elastische Verbindung kommt dadurch zu Stande, dass die Brücke 10 eine bestimmte Länge aufweist und jeweils an einem Ende mit dem einen Rohrstück 15 und am anderen Ende mit dem anderen Rohrstück 15 durch die Brückenschweißpunkte 17 verbunden sind. Der Rohrkompensator 8 kann über seine gesamte Länge mit Ausnahme der Schweißnaht 13 relativ zum Innenrohr 1 axiale Dehnungsbewegungen durchführen, wobei der Abstand „A" zwischen den Rohrstücken so groß sein sollte, dass bei maximaler Ausdehnung der Rohrstückbreite „B" jedes Rohrstück 15 frei ausdehnen kann. Die Fixierung der Rohrstücke mit dem Abstand „A" sowie das Verhindern von in den Abstand „A" eindringendem Feuerfestbeton 6 wird dieser mit Klebeband 18 oder ähnlichem verschlossen.
Die Tauchlanze hat über ihre gesamte Länge am Rohrkompensator 8 und im Bereich der Festlagerzone 14 am Innenrohr 1 eine Beschichtung aus Feuerfestbeton 6 befestigt. Zum Zwecke der Befestigung des Feuerfestbetons 6 sind auf die Rohrstücke 15 sowie auf das Innerohr 1 im Bereich der Festlagerzone 14 zahlreiche Anker 4 angeschweißt oder in ähnlicher Weise befestigt. Die Anker 4 tragen wiederum Bewehrung 5, die zusammen mit den Ankern 4 für einen sicheren und festen Halt des Feuerfestbetons 6 auf dem Rohrkompensator 8 sowie unterhalb des Rohrkompensators 8 auf dem Innenrohr 1 in der Festlagerzone sorgen.
An seinem oberen Ende ist das oberste Rohrstück 15 mit einer Sicherung versehen. Die Sicherung besteht aus einem Langloch 11 im oben aus dem Feuerfestbeton 6 herausragendem obersten Rohrstück 15. An dem Innenrohr 1 ist in geeigneter Position eine Sicherungsnase 12 angeschweißt, die das Langloch derart durchgreift, dass unterschiedliche thermische Dehnungen von Innenrohr 1 und Rohrkompensator 8 nicht gestört werden, allerdings bei Versagen der Schweißnaht 13 dafür sorgt, dass der Rohrkompensator 8 nicht mit dem Feuerfestbeton 6 in die Pfanne fallen bzw. nicht auf schwimmen kann. Diese in 3 gezeigt und hier beschriebene Sicherung ist ebenfalls an der Ausführung von 2 möglich. In diesem Fall wird am oben endenden Flacheisenkompensator ein auf dem Innenrohr 1 gleitendes Rohrstück wie Rohrstück 15 angeschweißt und wie hier beschrieben mit einem Langloch 11 und einer Sicherungsnase 12 versehen.

1: Innenrohr
2: Austrittkanal
3: Gewinde
4: Anker
5: Bewehrung
6: Feuerfestbeton
7: Flacheisenkompensator
8: Rohrkompensator
9: Wendel
10: Brücke
11: Halteeisen
12: Sicherungsnase
13: Schweißnaht
14: Festlagerzone
15: Rohrstück
16: Wendelschweißnaht
17: Brückenschweißnaht
18: Klebeband
20: Metallrohr
21: Impfkanal
22: Scheiben
23: Mutter
24: Kappe

Claims

Tauchlanze für metallurgische Behandlung von Metallschmelzen in einer Pfanne, mit einem Feuerfestbeton (6) und einem innerhalb des Feuerfestbetons (6) im wesentlichen in der Mittelachse zu diesem verlaufend angeordneten Innerohr (1) mit einem Impfkanal (21) und mindestens einem Austrittkanal (2) für wenigstens ein in die Schmelze einzubringendes Medium dadurch gekennzeichnet, das der Kompensator (7) oder (8) mit einem Innenrohr (1) mittels einer seine räumliche Lage relativ zu diesem festlegenden Verbindung (13) so verbunden ist, dass der Kompensator (7) oder (8) und das Innenrohr (1) voneinander unabhängige und/oder verschiedene Dehnungen ausführen können, dass der Kompensator (7) oder (8) fest mit dem Feuerfestbeton (6) verbunden ist, dass die Eigendehnung des Kompensators (7) oder (8) zum Feuerfestbeton (6) kompensiert wird und dass der Kompensator (7) oder (8) der thermischen Längendehnung des Feuerfestbetons (6) widerstandslos folgt.
Tauchlanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (1) und der Kompensator (7) und (8) voneinander unabhängig und/oder verschiedene thermische Dehnungen in deren Längserstreckungsrichtung ausführen können.
Tauchlanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Innenrohr (1) einer Lanze beide Kompensatorarten (7) und (8) hintereinander angeordnet sein können.
Tauchlanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensator (7) und (8) mittels Anker (4) und Bewehrung (5) statisch fest und dynamisch frei mit dem Feuerfestbeton verbunden ist.
Tauchlanze nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensator (7) und (8) vorteilhaft aus Stahl besteht und bei Ausführung und Einhaltung der Spalte Abstand „X" oder Abstand „A" die gleiche Gesamtlängendehnung wie die des Feuerfestbetons (6) ausführt.
Tauchlanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flacheisenkompensator (7) aus um das Innerrohr (1) gewickeltem Flacheisen besteht.
Tauchlanze nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flacheisenkompensator (7) aus um das Innerohr (1) gewickeltem T – Eisen bestehen kann.
Tauchlanze nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flacheisenkompensator (7) aus um das Innenrohr (1) gewickeltem Winkeleisen bestehen kann.
Tauchlanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkompensator (8) aus einer Vielzahl von auf das Innenrohr (1) geschobener Rohrstücke (15) besteht.
Tauchlanze nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrstücke (10) stramm ohne Spiel aber auch lose mit Spiel auf dem Innenrohr (1) geschoben sein können.
Tauchlanze nach Anspruch 1, 8, und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrstücke (15) mit Abstand „A" auf dem Innenrohr (1) fixiert sind.
Tauchlanze nach Anspruch 1, 8, 9, und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand „A" vor dem Vergießen des Feuerfestbetons (6) mit Klebeband (18) verschlossen ist.
Tauchlanze nach Anspruch 1, 8, 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass um die Rohrstücke (15) spiralförmig eine Wendel (9) aus Rohr, Draht oder Profileisen gewickelt ist.
Tauchlanze nach Anspruch 1, 8, 9, 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel (9) mit der Wendelschweißnaht (16) mit jedem Rohrstück (15) elastisch verbunden ist.
Tauchlanze nach Anspruch 1, 8, 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrstücke (15) mit einer Brücke (10) aus Rohr, Draht oder Flacheisen elastisch verbunden sind.
Tauchlanze nach Anspruch 1, 8, 9, 10, 11 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (10) ein Bogensegment mit dem Innendurchmesser des Außendurchmessers der Rohrstücke (15) ist und den Spalt Abstand „A" teilweise bedeckt.
Tauchlanze nach Anspruch 1, 8, 9, 10, 11 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (10) an ihren gegenüber liegenden Enden je mit einem Rohrstück (15) durch eine Brückenschweißnaht (17) befestigt ist.
Tauchlanze nach allen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich der Lanze über den Austrittskanälen (2) das Innenrohr (1) und der unterste Teil des Kompensator (7) oder (8) miteinander mit einer umlaufenden Schweißnaht (13) verbunden sind.
Tauchlanze nach allen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Schweißnaht (13) die Festlagerzone (14) aus Feuerfestbeton (6) und Innenrohr (1) besteht, auf der sich der Kompensator (7) oder (8) mit seinem Feuerfestbeton (6) abstützt.
Tauchlanze nach allen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensator (7) und (8) an seinem von der Metallschmelze abgewandten Ende mit einem Halteeisen (11) mit wenigstens einem Langloch versehen ist, durch das eine am Innerohr (1) angeordnete Sicherungsnase (12) ragt.