DE10252276C1 - Metallurgical melting apparatus used as an electric furnace comprises a refractory ceramic lining through which extends a nozzle arrangement for introducing a fluid into a molten metal - Google Patents

Metallurgical melting apparatus used as an electric furnace comprises a refractory ceramic lining through which extends a nozzle arrangement for introducing a fluid into a molten metal

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Abstract

Metallurgical melting apparatus comprises a refractory ceramic lining through which extends a nozzle arrangement (20) for introducing a fluid into a molten metal. The nozzle arrangement comprises a tubular refractory ceramic casing (26), an outer tube (34) coaxially arranged in the casing, an inner tube (32) coaxially running in the outer tube, and an axially running channel (38) formed between the inner and outer tubes. The nozzle arrangement moves axially backward and forward and rotates in the lining. An Independent claim is also included for a process for the secondary metallurgical treatment of a molten metal in the metallurgical melting vessel.

Description

Die Erfindung betrifft zum einen ein metallurgisches Schmelzgefäß, wobei dieser Begriff sämtliche Behältnisse umfaßt, in denen Metallschmelze gebildet, behandelt und/oder transportiert wird. Ein solches Schmelzgefäß kann beispielsweise eine Gießpfanne, ein SM-Ofen (Siemens-Martin-Ofen) oder Elektroofen sein. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur sekundärmetallurgischen Behandlung einer Metallschmelze in einem erfindungsgemäß ausgebildeten Schmelzgefäß. The invention relates on the one hand to a metallurgical melting vessel, wherein this term includes all containers in which molten metal is formed, is treated and / or transported. Such a melting vessel can for example a ladle, an SM oven (Siemens Martin oven) or Be an electric oven. The invention also relates to a method for secondary metallurgical treatment of a molten metal in one melting vessel designed according to the invention.  

Seit Jahrzehnten sind Einrichtungen zum Einbringen von Gasen und/oder festen Reaktions- und Zusatzstoffen in eine metallurgische Schmelze bekannt. Sinn und Zweck dieser Behandlungen ist es, die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften der Schmelze zu verändern.For decades, facilities for introducing gases and / or solids have been Reaction and additives in a metallurgical melt known. sense and the purpose of these treatments is the physical and / or chemical Change properties of the melt.

Dazu sind sogenannte keramische Gasspülsteine bekannt, die mit ungerichteter oder gerichteter Porosität ausgebildet sind. Im letztgenannten Fall verlaufen statische Kanäle durch den Spülstein, der in der Wand oder im Boden des Schmelzgefäßes eingebaut ist.For this purpose, so-called ceramic gas purging stones are known, those with undirected ones or directional porosity. In the latter case, run static channels through the sink in the wall or in the floor of the Melting vessel is installed.

Daneben sind sogenannte Düseneinrichtungen bekannt. Die Einrichtung gemäß WO 93/09255 A1 besteht aus einer keramischen feuerfesten Umhüllung, in der zwei konzentrisch zueinander angeordnete Rohre verlaufen. Die Einrichtung wird in die Wand eines metallurgischen Schmelzgefäßes exakt horizontal eingebaut. Durch das innere Rohr bzw. einen Ringspalt zwischen innerem und äußerem Rohr werden Behandlungsmedien in die Metallschmelze zugeführt. Im Verschleißfall können die beiden Metallrohre in Richtung der Metallschmelze nachgeführt werden. Entsprechend verlängert sich die Standzeit der Einrichtung.In addition, so-called nozzle devices are known. The facility according to WO 93/09255 A1 consists of a ceramic refractory covering, in of the two pipes arranged concentrically to each other. The Device is placed exactly in the wall of a metallurgical melting vessel installed horizontally. Through the inner tube or an annular gap between inner and outer tubes become treatment media in the molten metal fed. In the event of wear, the two metal tubes can move in the direction of the Metal melt to be tracked. The is extended accordingly Service life of the facility.

Ein Nachteil der bekannten Einrichtung besteht darin, dass sie stets exakt horizontal ausgerichtet sein muss, da die keramische Umhüllung und Rohre an dem Ende, welches das Schmelzgefäß außenseitig überragt, auf einer Druckplatte lose aufliegen. Eine geneigte Anordnung würde dazu führen, dass die Rohre unkontrolliert in die Schmelze hineinrutschen. A disadvantage of the known device is that it is always accurate must be aligned horizontally, since the ceramic cladding and pipes on the end that extends beyond the melting vessel on one side Place the pressure plate loosely. An inclined arrangement would result in the pipes slide into the melt in an uncontrolled manner.  

Im übrigen hat sich die Düseneinrichtung gemäß WO 93/09255 A1 bewährt und bildet den aktuellen Stand der Technik. Gleichwohl besteht das ständige Bedürfnis, Einrichtungen der genannten Art hinsichtlich ihrer Standzeit und Einsatzmöglichkeiten zu optimieren.Otherwise, the nozzle device according to WO 93/09255 A1 has proven itself and forms the current state of the art. Nevertheless, there is constant Need of facilities of the type mentioned with regard to their service life and To optimize possible uses.

Unter Zugrundelegung dieser Aufgabenstellung geht die Erfindung von folgenden Überlegungen aus:
Der axial verschiebbare Teil der Einrichtung (also insbesondere die Umhüllung mit den darin angeordneten Rohren) soll so geführt werden, dass er nicht nur in Richtung der Metallschmelze axial verschiebbar ist, sondern auch in umgekehrter Richtung. Üblicherweise steht das innere Ende der Einrichtung über die feuerfeste Auskleidung des Schmelzgefäßes vor. Anders ausgedrückt: die Düseneinrichtung ragt mit ihrem auslassseitigen Ende in das Innere des Schmelzgefäßes und üblicherweise damit in die Metallschmelze hinein. Im Stand der Technik galt dies auch für den Fall, dass die Schmelze abgelassen wurde. Beim Chargieren, z. B. von Metallschrott, besteht dann jedoch die Gefahr, dass die in den Innenraum des Schmelzgefäßes vorstehende "Spitze" der Düseneinrichtung abbricht. Dies kann nicht passieren, sofern die Düseneinrichtung vor einer entsprechenden Chargierung "zurückgezogen" wird, und zwar in eine Position, bei der sie nicht mehr über die Innenwand des Schmelzgefäßes vorsteht.On the basis of this task, the invention is based on the following considerations:
The axially displaceable part of the device (in particular the casing with the tubes arranged therein) should be guided in such a way that it is not only axially displaceable in the direction of the molten metal, but also in the opposite direction. Typically, the inner end of the device projects beyond the refractory lining of the melting vessel. In other words, the outlet end of the nozzle device projects into the interior of the melting vessel and usually thus into the molten metal. In the prior art, this was also the case when the melt was drained. When charging, e.g. B. of metal scrap, however, there is then the risk that the protruding into the interior of the melting vessel "tip" of the nozzle device breaks off. This cannot happen if the nozzle device is "withdrawn" before a corresponding batch, in a position in which it no longer protrudes over the inner wall of the melting vessel.

Zu diesem Zweck bedarf es einer entsprechenden Halterung bzw. Lagerung und Führung der Bauteile der Einrichtung, wie nachstehend beschrieben wird. Vorteilhaft kann auch die Beschichtung der Bauteile mit einem Stoff sein, der gegenüber der Metallschmelze einen geringeren Benetzungsgradienten aufweist. For this purpose, a corresponding holder or storage and Guide the components of the device as described below. Coating the components with a substance can also be advantageous a lower wetting gradient compared to the molten metal having.  

Ein wesentlicher Anwendungsbereich der beschriebenen Düseneinrichtung ist die Zufuhr von Sauerstoff in eine Metallschmelze. Diese erfolgt beispielsweise über das innere Rohr. Im unmittelbaren Kontaktbereich mit der Metallschmelze entwickeln sich dabei zum Teil extrem hohe Temperaturen, die 2000 Grad erreichen und übersteigen können. Die Folge wäre ein rascher Verschleiß der Düseneinrichtung und des benachbarten Feuerfestmaterials. Aus diesem Grund schlägt bereits die WO 93/09255 A1 vor, entlang des Ringkanals zwischen innerem und äußerem Rohr ein Schutzgas zu führen, welches den Sauerstoff nach Art einer konzentrischen Ummantelung umgibt, und zwar auch im Austrittsbereich aus der Düseneinrichtung. Gleichzeitig wird die Reaktionszone des Sauerstoffes in das Innere der Schmelze verschoben. Ein solches Gas kann ein Inertgas wie Argon sein. Es kann aber auch ein Kühlgas wie CH4 (Methan) verwendet werden. Bei entsprechenden Strömungsgeschwindigkeiten wird der Reaktionsbereich des Sauerstoffes mit der Metallschmelze nachhaltig von der Innenwand des Schmelzgefäßes weg verlegt und der Bereich um die Düseneinrichtung herum gekühlt. In diesem Bereich kann es dann allerdings zur Ausbildung eines sogenannten "Schutzpilzes" kommen. Es handelt sich hierbei um eine Anhäufung von erstarrtem Stahl, Schlacke und Fremdstoffen im unmittelbaren Umgebungsbereich der Düseneinrichtung am austrittsseitigen Ende und insbesondere im Kontaktbereich zur Innenwand der feuerfesten Auskleidung des Schmelzgefäßes.An essential area of application of the nozzle device described is the supply of oxygen to a molten metal. This is done for example via the inner tube. In the direct contact area with the molten metal, extremely high temperatures can develop, which can reach and exceed 2000 degrees. The result would be rapid wear of the nozzle device and the neighboring refractory material. For this reason, WO 93/09255 A1 already suggests guiding a protective gas along the ring channel between the inner and outer tube, which surrounds the oxygen in the manner of a concentric jacket, even in the outlet area from the nozzle device. At the same time, the reaction zone of the oxygen is shifted into the interior of the melt. Such a gas can be an inert gas such as argon. However, a cooling gas such as CH 4 (methane) can also be used. At appropriate flow velocities, the reaction area of the oxygen with the molten metal is permanently moved away from the inner wall of the melting vessel and the area around the nozzle device is cooled. In this area, however, a so-called "protective mushroom" can develop. This is an accumulation of solidified steel, slag and foreign substances in the immediate vicinity of the nozzle device at the outlet end and in particular in the contact area with the inner wall of the refractory lining of the melting vessel.

Ein solcher Schutzpilz kann das Vorschieben der Düseneinrichtung in die Metallschmelze behindern. Es kann auch vorkommen, dass aufgrund der mechanischen Verankerung des Pilzes mit der Düseneinrichtung einerseits und dem feuerfesten Wandbereich des Schmelzgefäßes andererseits Auskleidungsmaterial beim Vorschieben der Düse abgerissen wird. Alle diese Effekte sind unerwünscht. Such a protective mushroom can push the nozzle device into the Hinder molten metal. It can also happen that due to the mechanical anchoring of the mushroom with the nozzle device on the one hand and the refractory wall area of the melting vessel on the other hand Lining material is torn off when the nozzle is pushed forward. All these Effects are undesirable.  

Der erfindungsgemäße Lösungsansatz zielt darauf ab, die Düse drehbar in der Auskleidung des Schmelzgefäßes zu führen. Bei einer entsprechenden Scherbeanspruchung zwischen Stützpilz und Innenwand der Auskleidung läßt sich der Stützpilz relativ leicht abtrennen. Ein Abreißen von Feuerfestmaterial kann weitgehend vermieden werden.The approach of the invention aims to rotate the nozzle in the To line the melting vessel. With a corresponding Leaves shear stress between the support mushroom and the inner wall of the lining the support mushroom separates relatively easily. A tear off of refractory material can be largely avoided.

Die Drehbarkeit der Düse hat, insbesondere im Zusammenhang mit der vorstehend genannten axialen Führung der Düse, einen ganz wesentlichen weiteren Vorteil:
Die Düse kann jetzt auch schräg, das heißt insbesondere in Richtung auf die Schmelze geneigt, in der Ofenwand eingebaut werden. Dadurch, dass sie außenseitig gehalten wird, kann sie nicht mehr in die Schmelze hineinrutschen. Bei einer solchen Anordnung kann es jedoch am inneren Ende zu einem ungleichmäßigen Verschleiß (in radialer Richtung) kommen. Dieser kann jetzt kompensiert werden, indem die beweglichen Teile der Düseneinrichtung von Zeit zu Zeit um einen bestimmten Winkelbetrag gedreht werden. Die weniger verschlissenen Zonen werden in eine Stellung gebracht, wo ein höherer Verschleiß zu erwarten ist. Es ist nicht notwendig, bereits zu diesem Zeitpunkt die gesamte Düseneinheit axial in Richtung Schmelze zu verschieben. Dies kann später erfolgen. Insgesamt ergibt sich daraus eine deutlich erhöhte Standzeit der Düseneinrichtung.The rotatability of the nozzle, in particular in connection with the axial guidance of the nozzle mentioned above, has another very important advantage:
The nozzle can now also be installed at an angle in the furnace wall, that is, inclined in particular in the direction of the melt. Because it is held on the outside, it can no longer slip into the melt. With such an arrangement, however, uneven wear (in the radial direction) can occur at the inner end. This can now be compensated for by rotating the moving parts of the nozzle device from time to time by a certain angle. The less worn zones are brought into a position where more wear is to be expected. It is not necessary at this point in time to move the entire nozzle unit axially towards the melt. This can be done later. Overall, this results in a significantly longer service life for the nozzle device.

Die Erfindung betrifft danach in ihrer allgemeinsten Ausführungsform ein metallurgisches Schmelzgefäß mit einer feuerfesten keramischen Auskleidung, durch die sich eine Düseneinrichtung zum Einleiten eine Fluids in eine Metallschmelze erstreckt, wobei die Düseneinrichtung folgende Merkmale aufweist:
The most general embodiment of the invention then relates to a metallurgical melting vessel with a refractory ceramic lining, through which a nozzle device for introducing a fluid into a metal melt extends, the nozzle device having the following features:

  • - eine rohrförmige feuerfeste keramische Umhüllung- a tubular refractory ceramic covering
  • - ein äußeres Rohr, welches koaxial in der Umhüllung angeordnet ist,An outer tube which is arranged coaxially in the casing,
  • - ein im äußeren Rohr koaxial verlaufendes inneres Rohr, wobei- An inner tube running coaxially in the outer tube, wherein
  • - zwischen innerem und äußerem Rohr mindestens ein axial verlaufender Kanal ausgebildet ist.- At least one axially extending between the inner and outer tube Channel is formed.

Diese Düseneinrichtung ist darüber hinaus
This nozzle device is beyond

  • - axial vor- und zurückbewegbar, sowie- Movable axially back and forth, as well
  • - drehbar- rotatable

in der feuerfesten keramischen Auskleidung des Schmelzgefäßes angeordnet.arranged in the refractory ceramic lining of the melting vessel.

Um die Gleitfähigkeit beim Drehen oder Verschieben der Düseneinrichtung zu verbessern, sieht eine Ausführungsform vor, eine viskose Gleitschicht zwischen Umhüllung der Düseneinrichtung und feuerfesten Auskleidung anzuordnen. Diese Gleitschicht muß nicht nur aus einem schmierstoffähnlichen Material bestehen, sondern auch temperaturbeständig sein. Materialien auf Basis Grafit oder auf der Basis von Molybdänverbindungen haben sich als geeignet erwiesen.To increase the sliding ability when turning or moving the nozzle device improve, an embodiment provides a viscous sliding layer between To arrange the covering of the nozzle device and refractory lining. This sliding layer must not only be made of a lubricant-like material exist, but also be temperature-resistant. Graphite-based materials or based on molybdenum compounds have been found to be suitable proved.

Das äußere Rohr kann axial verschiebbar gegenüber der Umhüllung angeordnet werden. Dazwischen kann wiederum eine Gleitschicht vorgesehen sein.The outer tube can be arranged axially displaceably with respect to the casing become. A sliding layer can again be provided in between.

Das äußere Rohr kann aber auch mit der Umhüllung verklebt oder sonst wie verbunden werden. Inneres und äußeres Rohr können über Abstandhalter verbunden sein, die eine Durchströmung in Axialrichtung nicht behindern.The outer tube can also be glued to the casing or otherwise get connected. Inner and outer tube can be spaced be connected, which do not hinder a flow in the axial direction.

Die Düseneinrichtung wird üblicherweise die feuerfeste Auskleidung nach außen überragen, damit genügend Länge zur Verfügung steht, die Düseneinrichtung mehrfach in Richtung auf die Schmelze nachzuführen. An diesem Teil kann die Düseneinrichtung leicht axial und drehbar geführt werden. Dazu kann die Düseneinrichtung beispielsweise entlang mindestens einer koaxial verlaufenden Hülse verlaufen. Die Hülse kann mehrere Funktionen erfüllen: zum einen gibt sie eine axiale Führung, zum anderen kann sie selbst leicht z. B. an der Außenwand des Schmelzgefäßes abgestützt werden. Um die Düseneinrichtung "zurückzuziehen" schlägt eine Ausführungsform der Erfindung vor, den Bereich der Düseneinrichtung, der außerhalb des Schmelzgefäßes verläuft, mit mindestens einer radial verlaufenden Verbreiterung auszubilden. Diese Verbreiterung dient quasi als Anschlag beim Zurückziehen der Einrichtung. Eine solche Verbreiterung kann ein umlaufender Flansch sein. Ebenso kann die Einrichtung zum entsprechenden Ende kegelstumpfförmig gestaltet sein.The nozzle device will usually follow the refractory lining protrude outside so that there is enough length available Reposition the nozzle device several times in the direction of the melt. On this part, the nozzle device can be easily guided axially and rotatably. For this purpose, the nozzle device can, for example, along at least one coaxial sleeve. The sleeve can have several functions  fulfill: on the one hand it gives axial guidance, on the other hand it can itself easy z. B. are supported on the outer wall of the melting vessel. To the "Retract" nozzle assembly suggests an embodiment of the Invention before, the area of the nozzle device, which outside the Melting vessel runs, with at least one radially extending Train broadening. This broadening serves as a stop for the Withdrawing the facility. Such a broadening can be a widespread Flange. Likewise, the establishment can end accordingly be frustoconical.

Die Halterung und Führung der Düseneinrichtung macht es - wie ausgeführt - möglich, die Düseneinrichtung geneigt anzuordnen, wobei das tiefer liegende Ende in den Innenraum des Schmelzgefäßes mündet und vorzugsweise unterhalb des Badspiegels der Schmelze liegt. Lieg das andere (äußere) Ende oberhalb dieses Badspiegels, so ergibt sich gleichzeitig eine vorteilhafte Sicherung gegen Schmelzedurchbrüche für den Fall, dass die Düseneinrichtung kaputt gehen sollte.The holder and guidance of the nozzle device makes it - as stated - possible to arrange the nozzle device inclined, the lower one End opens into the interior of the melting vessel and preferably is below the bath level of the melt. Is the other (outer) end above this level, there is an advantageous one at the same time Protection against melt breakthroughs in the event that the nozzle device should break.

Die einzelnen bewegbaren Teile der Einrichtung können unabhängig voneinander bewegbar sein, wie nachstehend noch näher beschrieben wird.The individual moving parts of the device can be independent be movable from each other, as will be described in more detail below.

Das beschriebene Schmelzgefäß ermöglicht es, beispielsweise folgende sekundärmetallurgische Behandlung auszuführen:
The melting vessel described makes it possible, for example, to carry out the following secondary metallurgical treatment:

  • - entlang des inneren Rohres wird Sauerstoff in die Schmelze eingedüst- Oxygen is injected into the melt along the inner tube
  • - entlang des mindestens einen Kanals zwischen innerem und äußerem Rohr wird gleichzeitig zum Sauerstoff ein Kühlfluid zugeführt,- Along the at least one channel between the inner and outer A cooling fluid is fed to the tube at the same time as the oxygen,
  • - von Zeit zu Zeit wird die Düseneinrichtung gedreht und ggf. anschließend zusätzlich in die Metallschmelze vorgeschoben,- from time to time the nozzle device is rotated and if necessary then additionally pushed into the molten metal,
  • - bei Bedarf wird die Düseneinrichtung so weit zurückgezogen, dass sie nicht mehr über die Innenwand des metallurgischen Schmelzgefäßes vorsteht, - If necessary, the nozzle device is withdrawn so far that it no longer over the inner wall of the metallurgical melting vessel protrudes,  
  • - eine oder mehrere der vorgenannten Schritte können anschließend wiederholt werden.- One or more of the above steps can then be repeated.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.Further features of the invention result from the features of Subclaims and the other registration documents.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dabei erwähnten Merkmale können jedoch auch in anderen Kombinationen mit erfindungsgemäßen Merkmalen für die Realisierung der Erfindung geeignet sein.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment explained. However, the features mentioned can also be used in others Combinations with features according to the invention for realizing the Invention may be suitable.

Dabei zeigt die einzige Figur - in einer schematisierten Darstellung - einen Schnitt durch einen Wandbereich eines Elektroofens, wobei in der Wand eine erfindungsgemäße Düseneinrichtung eingebaut ist.The only figure - in a schematic representation - shows one Section through a wall area of an electric furnace, with a nozzle device according to the invention is installed.

Zu erkennen ist ein Wandabschnitt 10 des Elektroofens mit einer Innenwandfläche 10i und einer äußeren Wandfläche 10a. Die innere Wandfläche 10i verläuft schräg zur Vertikalen. Die Wandfläche 10a verläuft in der Vertikalen.Evident is a wall section 10 of the electric furnace having an inner wall surface 10 i and an outer wall surface 10 a. The inner wall surface 10 i extends obliquely to the vertical. The wall surface 10 a runs vertically.

Die Wand 10 besteht aus einer üblichen feuerfesten Auskleidung. In dieser Auskleidung sitzt ein feuerfester keramischer Lochstein 22, der außenseitig (bei 22a) und innenseitig (bei 22i) in etwa mit der Außenfläche 10a bzw. Innenfläche 10i der Wand 10 fluchtet.The wall 10 consists of a conventional refractory lining. In this lining sits a refractory ceramic perforated brick 22 , which on the outside (at 22 a) and on the inside (at 22 i) is approximately flush with the outer surface 10 a or inner surface 10 i of the wall 10 .

Im Lochstein 22 ist eine schräg verlaufende Bohrung 24 vorgesehen, die von der Außenfläche 10a zur Innenfläche 10i abfällt. Sie dient der Aufnahme einer rohrartigen feuerfesten keramischen Umhüllung 26. Die Umhüllung 26 ist wesentlich länger als die Breite der Wand 10, so dass die Umhüllung innenseitig die Wand 10i überragt und außenseitig deutlich über die Wand 10a vorsteht. Zwischen Lochstein 22 und dem korrespondierenden Abschnitt der Umhüllung 26 ist ein Gleitmittel 28 eingebracht.In the perforated brick 22 , an oblique bore 24 is provided, which drops from the outer surface 10 a to the inner surface 10 i. It is used to hold a tubular refractory ceramic casing 26 . The enclosure 26 is essential, so that the sheath inside the wall 10, i surmounted longer than the width of the wall 10 and on the outside well above the wall 10 a protrudes. A lubricant 28 is introduced between perforated brick 22 and the corresponding section of the casing 26 .

Innerhalb der Umhüllung 26 ist ein äußeres Rohr 32 konfektioniert, das die selbe Länge wie die Umhüllung 26 aufweist. Im äußeren Rohr 32 ist ein inneres Rohr 34 angeordnet, ebenfalls von gleicher Länge. Das Rohr 34 weist umfangsseitig im Abstand zueinander Noppen 36 auf. Die Noppen 36 dienen dazu, das innere Rohr 34 koaxial und im Abstand zum äußeren Rohr 32 zu halten und gleichzeitig zwischen den beiden Rohren 34, 32 einen Ringspalt 38 auszubilden. Außerhalb der Wandfläche 10a ist die Düseneinrichtung, bestehend aus den koaxial zueinander angeordneten Bauteilen: Umhüllung 26, äußeres Rohr 32, inneres Rohr 34 in einer umlaufenden Hülse 40 angeordnet. Die Hülse 40 besteht aus zwei Halbschalen und liegt kraftschlüssig auf der Umhüllung 26 auf. Die Hülse 40 ist auf zwei beabstandet zueinander angeordneten Lagern 42, 44 geführt, die an Gerüsten 46, 48 an der Außenfläche 10a der Wand 10 befestigt sind. Die Gleitlager 42, 44 sind in Axialrichtung der Düseneinrichtung an den Gerüsten 46, 48 geführt, so dass sie in Pfeilrichtung L1 und L2 verschiebbar sind.An outer tube 32 is assembled within the envelope 26 and has the same length as the envelope 26 . An inner tube 34 is arranged in the outer tube 32 , likewise of the same length. The tube 34 has knobs 36 on the circumference at a distance from one another. The knobs 36 serve to keep the inner tube 34 coaxial and at a distance from the outer tube 32 and at the same time form an annular gap 38 between the two tubes 34 , 32 . Outside the wall surface 10 a, the nozzle device, consisting of the components arranged coaxially to one another: sheath 26 , outer tube 32 , inner tube 34 is arranged in a circumferential sleeve 40 . The sleeve 40 consists of two half-shells and lies non-positively on the casing 26 . The sleeve 40 is guided on two spaced apart bearings 42 , 44 , which are attached to scaffolds 46 , 48 on the outer surface 10 a of the wall 10 . The slide bearings 42 , 44 are guided on the stands 46 , 48 in the axial direction of the nozzle device, so that they can be displaced in the direction of the arrows L1 and L2.

Das äußere freie Ende 20a der Düseneinrichtung ist kegelstumpfartig gestaltet, das heißt, der Durchmesser der Umhüllung 26 erweitert sich zum freien Ende hin, wo eine flexible Sauerstoffleitung 50 und eine flexible Methangasleitung 52 Sauerstoff in das innere Rohr 34 bzw. Methan in den Ringspalt 36 zuführen.The outer free end 20 a of the nozzle device is frustoconical, that is, the diameter of the envelope 26 widens towards the free end, where a flexible oxygen line 50 and a flexible methane gas line 52 oxygen in the inner tube 34 or methane in the annular gap 36th respectively.

Noch während Metallschmelze im Ofengefäß ist, die dann abgelassen wird, wird die Düseneinrichtung 20 in Pfeilrichtung L2 bewegt, und zwar so weit, bis sie nicht mehr über die Innenfläche 10i vorsteht. Beim anschließenden Chargieren, beispielsweise von Schrott, steht die Düseneinrichtung nicht mehr in das Schmelzgefäß vor und kann nicht mehr abbrechen. Sobald der Ofenraum mit Schmelze gefüllt ist, wird die Düse in Pfeilrichtung L1 vorgeschoben (und zwar durch Verschieben der Lager 42, 44), beispielsweise so weit, bis die Spitze etwa 50 bis 250 mm über die Innenfläche 10i vorsteht. While there is molten metal in the furnace vessel, which is then drained off, the nozzle device 20 is moved in the direction of the arrow L2 until it no longer protrudes beyond the inner surface 10 i. During the subsequent charging, for example of scrap, the nozzle device no longer protrudes into the melting vessel and can no longer break off. As soon as the furnace space is filled with melt, the nozzle is advanced in the direction of the arrow L1 (by moving the bearings 42 , 44 ), for example until the tip protrudes about 50 to 250 mm above the inner surface 10 i.

Die sekundärmetallurgische Behandlung kann jetzt beginnen. Dies geschieht analog dem Stand der Technik, wie beispielsweise in der WO 93/09255 A1 beschrieben.The secondary metallurgical treatment can now begin. this happens analogous to the prior art, for example in WO 93/09255 A1 described.

Im Bereich der Innenfläche 10i benachbart zur Düseneinrichtung 20 kann es zur Ausbildung eines sogenannten Schutzpilzes kommen, der mit dem Bezugszeichen 60 angedeutet ist. In diesem Fall wird die Düseneinrichtung 20 durch Aktivieren der Drehlager 42, 44 um einen Winkel von beispielsweise 5, 10 oder 30 Grad verdreht, wobei sich der Schutzpilz von der Innenfläche 10i löst. Anschließend kann die gesamte Düseneinrichtung 20 gegebenenfalls ein Stück in Pfeilrichtung L1 vorgeschoben werden. Ein ähnlicher Effekt lässt sich durch Reduzierung der Kühlmittelzufuhr erreichenIn the area of the inner surface 10 i adjacent to the nozzle device 20 , a so-called protective mushroom can be formed, which is indicated by the reference number 60 . In this case, the nozzle device 20 is rotated by activating the rotary bearings 42 , 44 by an angle of, for example, 5, 10 or 30 degrees, the protective mushroom detaching from the inner surface 10 i. The entire nozzle device 20 can then optionally be advanced a little in the direction of arrow L1. A similar effect can be achieved by reducing the coolant supply

Im Laufe der Zeit wird es zu einem Verschleißprofil an der Spitze 20s der Düseneinrichtung kommen, wie in der Figur dargestellt. In diesem Fall wird die Düseneinrichtung 20 um etwa 180 Grad gedreht (mit Hilfe der Lager 42, 44), bis sich das in der Figur gepunktet eingezeichnete Verschleißprofil einstellt. In dieser Position kann die Einrichtung noch eine Zeit lang weiter betrieben werden, ohne sie in Pfeilrichtung L1 nachschieben zu müssen.Over time, there will be a wear profile at the tip 20 s of the nozzle device, as shown in the figure. In this case, the nozzle device 20 is rotated by approximately 180 degrees (with the aid of the bearings 42 , 44 ) until the wear profile shown in dotted lines in the figure is obtained. In this position, the device can continue to be operated for a while without having to push it in the direction of arrow L1.

Während das Ende 20a der Düseneinrichtung 20 oberhalb eines Füllstandes (Badspiegels) X einer Metallschmelze S liegt, befindet sich das Ende 20s unterhalb des Badspiegels X.While the end 20 a of the nozzle device 20 is above a fill level (bath level) X of a molten metal S, the end 20 s is below the bath level X.

Die Einrichtung 20 kann ohne weiteres 150 oder auch 300 mm tief in die Schmelze S hineinragen, da sie bei Bedarf (z. B. beim Füllen des Gefäßes) vollständig zurückgezogen werden kann.The device 20 can easily protrude 150 or even 300 mm deep into the melt S, since it can be completely withdrawn if necessary (e.g. when filling the vessel).

Wie einleitend beschrieben kann die keramische Umhüllung fest mit dem äußeren Rohr verbunden, aber auch relativ zu diesem bewegbar angeordnet werden. Es wird dann entweder die Umhüllung mit den Rohren verschoben oder die Rohre relativ zur feststehenden Umhüllung.As described in the introduction, the ceramic covering can be firmly attached to the connected outer tube, but also arranged movable relative to this become. The casing with the pipes is then either moved or the pipes relative to the fixed casing.

Claims (10)

1. Metallurgisches Schmelzgefäß mit einer feuerfesten keramischen Auskleidung, durch die sich eine Düseneinrichtung (20) zum Einleiten eines Fluids in eine Metallschmelze erstreckt, die folgende Merkmale aufweist:
  • a) eine rohrförmige, feuerfeste keramische Umhüllung (26),
  • b) ein in der Umhüllung (26) koaxial angeordnetes äußeres Rohr (34),
  • c) ein im äußeren Rohr (34) koaxial verlaufendes inneres Rohr (32),
  • d) zwischen innerem und äußerem Rohr (32, 34) ist mindestens ein axial verlaufender Kanal (38) ausgebildet
und die
  • a) axial vor- und zurückbewegbar sowie
  • b) drehbar
in der feuerfesten keramischen Auskleidung angeordnet ist. 1. Metallurgical melting vessel with a refractory ceramic lining through which a nozzle device ( 20 ) for introducing a fluid into a metal melt extends, which has the following features:
  • a) a tubular, refractory ceramic covering ( 26 ),
  • b) an outer tube ( 34 ) coaxially arranged in the casing ( 26 ),
  • c) an inner tube ( 32 ) running coaxially in the outer tube ( 34 ),
  • d) at least one axially extending channel ( 38 ) is formed between the inner and outer tube ( 32 , 34 )
and the
  • a) axially movable back and forth as well
  • b) rotatable
is placed in the refractory ceramic liner. 2. Schmelzgefäß nach Anspruch 1 mit einer viskosen Gleitschicht (28) zwischen Umhüllung (26) der Düseneinrichtung (20) und der feuerfesten Auskleidung und/oder zwischen äußerem Rohr (32) und Umhüllung (26).2. Melting vessel according to claim 1 with a viscous sliding layer ( 28 ) between the casing ( 26 ) of the nozzle device ( 20 ) and the refractory lining and / or between the outer tube ( 32 ) and the casing ( 26 ). 3. Schmelzgefäß nach Anspruch 1 bei dem äußeres Rohr (32) und Umhüllung (26) fest verbunden sind.3. melting vessel according to claim 1 in which the outer tube ( 32 ) and casing ( 26 ) are firmly connected. 4. Schmelzgefäß nach Anspruch 1, dessen Düseneinrichtung (20) die feuerfeste Auskleidung nach außen überragt und an diesem Teil axial und drehbar geführt ist.4. melting vessel according to claim 1, the nozzle device ( 20 ) projects beyond the refractory lining and is guided axially and rotatably on this part. 5. Schmelzgefäß nach Anspruch 1, bei dem der die feuerfeste Auskleidung außen überragende Teil der Düseneinrichtung (20) entlang mindestens einer koaxial verlaufenden Hülse (40) geführt ist.5. The melting vessel according to claim 1, wherein the part of the nozzle device ( 20 ) projecting beyond the refractory lining is guided along at least one coaxial sleeve ( 40 ). 6. Schmelzgefäß nach Anspruch 1, bei dem der die feuerfeste Auskleidung außen überragende Teil der Düseneinrichtung (20) mindestens eine radial verlaufende Verbreiterung (20a) aufweist.6. Melting vessel according to claim 1, wherein the part of the nozzle device ( 20 ) projecting beyond the refractory lining has at least one radially extending widening ( 20 a). 7. Schmelzgefäß nach Anspruch 1, dessen Düseneinrichtung (20) geneigt angeordnet ist, wobei das tieferliegende Ende (20s) zum Innenraum des Schmelzgefäßes hin liegt.7. melting vessel according to claim 1, the nozzle device ( 20 ) is arranged inclined, the lower end ( 20 s) to the interior of the melting vessel. 8. Schmelzgefäß nach Anspruch 7, wobei das tieferliegende Ende (20s) unterhalb eines Badspiegels (X) einer metallurgischen Schmelze (5) und das andere Ende (20a) oberhalb dieses Badspiegels (X) verläuft.8. melting vessel according to claim 7, wherein the lower end ( 20 s) below a bath level (X) of a metallurgical melt ( 5 ) and the other end ( 20 a) above this bath level (X). 9. Schmelzgefäß nach Anspruch 1 mit einer Düseneinrichtung (20), deren Umhüllung (26), äußeres und inneres Rohr (32, 34) unabhängig voneinander bewegbar sind. 9. melting vessel according to claim 1 with a nozzle device ( 20 ), the sheath ( 26 ), outer and inner tube ( 32 , 34 ) are independently movable. 10. Verfahren zur sekundärmetallurgischen Behandlung einer Metallschmelze in einem metallurgischen Schmelzgefäß nach einem der Ansprüche 1-9, dessen Düseneinrichtung über die Innenfläche des metallurgischen Schmelzgefäßes vorsteht und in die Metallschmelze hineinragt, mit folgenden Merkmalen:
  • a) entlang des inneren Rohres wird ein Fluid in die Schmelze eingedüst,
  • b) entlang des mindestens einen Kanals zwischen innerem und äußerem Rohr wird ein anderes Fluid gleichzeitig zugeführt,
  • c) von Zeit zu Zeit wird die Düseneinrichtung gedreht,
  • d) von Zeit zu Zeit wird die Düseneinrichtung in die Metallschmelze vorgeschoben,
  • e) bei Bedarf wird die Düseneinrichtung so weit zurückgezogen, dass sie nicht mehr über die Innenwandfläche des metallurgischen Schmelzgefäßes vorsteht,
  • f) Wiederholung eines oder mehrer der vorgenannten Schritte.
10. A method for the secondary metallurgical treatment of a molten metal in a metallurgical melting vessel according to one of claims 1-9, the nozzle device of which protrudes beyond the inner surface of the metallurgical melting vessel and projects into the molten metal, with the following features:
  • a) a fluid is injected into the melt along the inner tube,
  • b) along the at least one channel between the inner and outer tube, another fluid is supplied simultaneously,
  • c) the nozzle device is rotated from time to time,
  • d) from time to time the nozzle device is pushed into the molten metal,
  • e) if necessary, the nozzle device is withdrawn to such an extent that it no longer protrudes beyond the inner wall surface of the metallurgical melting vessel,
  • f) repetition of one or more of the aforementioned steps.
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