DE1168937B

DE1168937B - Air nozzle arrangement for refining metals

Info

Publication number: DE1168937B
Application number: DEH12864A
Authority: DE
Inventors: Josef Auer
Original assignee: Huettenwerk Oberhausen AG
Current assignee: Huettenwerk Oberhausen AG
Priority date: 1952-06-13
Filing date: 1952-06-13
Publication date: 1964-04-30

Description

Blasdüsenanordnung zum Frischen von Metallen Bei dem Verfahren zum Vor- und Fertigfrischen von Metallen nach dem Hauptpatent 973 647 wird in das Metallbad, während es sich in einer keramisch ausgekleideten, um eine horizontale oder im wesentlichen horizontale Achse sich drehenden Trommel befindet, ein mit Sauerstoff angereichertes Frischmittel, vorzugsweise technisch reiner Sauerstoff, vermittels Düsen eingeblasen, die durch Öffnungen in den Trommelstirnwänden in das Trommelinnere hineinragen und von oben her durch die Schlackenschicht hindurch vorzugsweise schräg unter die Badoberfläche eintauchen.Blow nozzle arrangement for refining metals In the process for Pre and finish refining of metals according to the main patent 973 647 is carried out in the metal bath, while it is in a ceramic-lined, to a horizontal or substantially horizontal axis rotating drum, an oxygenated one Fresh agent, preferably technically pure oxygen, blown in by means of nozzles, which protrude into the interior of the drum through openings in the front walls of the drum and from above through the slag layer, preferably at an angle below the bath surface immerse.

Es. ist beim Frischen von Metallen bekannt, das gasförmige Frischmittel anstatt durch den Boden des Frischgefäßes, wie es beim üblichen Konverter geschieht, von oben her in das Metallbad einzuführen. Dabei hat man das Frischmittel entweder auf oder unter die Oberfläche des Metallbades geblasen. Bei dem Aufblasen auf die Oberfläche wird die Blasdüse nicht der Berührung mit dem Metallbad ausgesetzt, sondern nur der Strahlungswärme der Umgebung. Diesen Temperaturangriff hat man durch Kühlung der Düse beherrschen können. Dagegen hat man bei von oben her in das Bad eingetauchten Düsen, mit denen eine wesentlich intensivere Frischwirkung als beim Aufblasen auf die Badoberfläche erzielt wird, insbesondere beim Frischen mit Sauerstoff oder einem Wind mit hohem Sauerstoffgehalt, sich bisher damit abgefunden, daß die Düsen durch das Metallbad zerstört wurden, und daher umgekühlte Rohre, sogenannte Lanzen, verwendet, die am vorderen Ende mehr oder weniger schnell abbrannten und entsprechend in das Bad hinein nachgeschoben wurden, bis sie erneuert wurden.It. is known when refining metals, the gaseous fresh agent instead of through the bottom of the fresh vessel, as happens with the usual converter, to be introduced into the metal bath from above. You either have the fresh agent blown on or below the surface of the metal bath. When inflating on the On the surface, the nozzle is not exposed to contact with the metal bath, but rather only the radiant heat of the environment. This temperature attack is caused by cooling the nozzle. On the other hand, one has dipped into the bath from above Nozzles, with which a much more intense fresh effect than when inflating the bath surface is achieved, especially when freshening with oxygen or a High oxygen winds, so far resigned themselves to letting the nozzles through the metal bath was destroyed and therefore cooled pipes, so-called lances, were used, which burned down more or less quickly at the front end and correspondingly into the Bath were pushed in until they were renewed.

Man hat versucht, den starken Abbrand dadurch zu verringern, daß man die Rohre mit feuerfesten oder schwer oxydierbaren Massen überzog. Der hohe Rohrverbrauch kann aber durch solche Isolierung nur in geringem Maße herabgedrückt werden. Dieser Umstand und die durch den häufigen Lanzenwechsel bedingten Arbeitsunterbrechungen machen aber das Verfahren unwirtschaftlich.Attempts have been made to reduce the strong burn-up by the pipes covered with refractory or difficult to oxidize compounds. The high pipe consumption but can only be depressed to a small extent by such insulation. This Circumstances and the work interruptions caused by frequent lance changes but make the process uneconomical.

Es wurde nun gefunden, daß ausreichend gekühlte Düsen dann ohne Zerstörung in das Bad eingetaucht werden können, wenn sie so angeordnet sind, daß wenigstens ihr vorderes Ende in Betriebsstellung in einem möglichst großen Winkel zur Vertikalen im Bad steht. Offenbar erfolgt die Zerstörung eingetauchter Düsen in erster Linie durch Oxydationsprodukte des Bades. Diese erzeugen bei senkrecht stehenden Düsen, an denen entlang sie hochsteigen, nicht nur hohe örtliche Erhitzung, sondern auch Korrosionsangriffe, die durch Kühlung nicht zu beseitigen sind. Tritt dagegen das Frischmittel in einem möglichst großen Winkel zur Vertikalen aus der Düse aus, setzt es das Bad in Bewegung von der Düse weg. Dadurch bewegen sich nicht nur die durch das Frischmittel örtlich hocherhitzten Teile des Bades von der Düsenmündung hinweg, sondern auch die aufsteigenden Oxydationsprodukte streichen nicht mehr an der Düse entlang und können diese daher nicht korrodierend angreifen. Auf diese Weise ist es ermöglicht, bei guter Kühlung den Düsen eine hohe Lebensdauer zu verschaffen.It has now been found that sufficiently cooled nozzles then without destruction can be immersed in the bath if they are arranged so that at least its front end in the operating position at the largest possible angle to the vertical stands in the bathroom. Apparently, submerged nozzles are destroyed in the first place by oxidation products of the bath. With vertically positioned nozzles, these generate along which they rise, not only high local heating, but also Corrosion attacks that cannot be eliminated by cooling. Against this occurs Fresh agent is released from the nozzle at as large an angle as possible to the vertical it's moving the bath away from the nozzle. As a result, not only the move through the fresh agent locally highly heated parts of the bath away from the nozzle mouth, but also the rising oxidation products no longer paint on the nozzle along and can therefore not corrode them. That way is it enables the nozzles to have a long service life with good cooling.

Die Güte der Kühlung wird gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken dadurch erhöht, daß der Kühlraum durch eine bis nahe an die Düsenmündung heranreichende wärmeisolierende Wand in zwei konzentrische Ringräume geteilt wird. Dadurch wird vermieden, daß das von der Düsenmündung zurückströmende heiße Wasser seine Wärme an das einströmende Wasser abgibt, und erreicht, daß das Kühlmittel mit sehr hoher Temperatur austritt, also vollständig zur Kühlung ausgenutzt wird. Vorzugsweise wird das Kühlmittel so geführt, daß es zunächst den inneren Ringraum durchströmt und durch den äußeren Ringraum abgeführt wird. Dadurch wird in Verbindung mit der wärmeisolierenden Wirkung der Trennwand zwischen den Ringräumen das Kühlmittel praktisch mit seiner Eintrittstemperatur an die Düsenmündung gebracht und dort die intensivste Kühlung erzielt. Da das Kühlmittel für die Kühlung voll ausgesetzt wird, hat die erfindungsgemäße Ausbildung der Düse eine wesentliche Einsparung an Kühlmittel zur Folge. Als Kühlmittel kommt in erster Linie Wasser in Betracht. Die wärmeisolierende Zwischenwand im Kühlraum der Düse kann in einfacher Weise aus zwei mit Spielraum übereinandergeschobenen dünnwandigen Rohren gebildet werden, die an den Enden miteinander verbunden, z. B. verschweißt werden. Die Luftschicht zwischen den Rohren bildet dann die Isolation. Zur Erzielung eines geringen, aber gleichmäßigen Abstandes der Rohre wird das Innenrohr zweckmäßig mit einer steilgängigen Spirale eines runden Drahtes umwickelt, der an seinen Enden mit dem Rohr verschweißt wird. Der Hohlraum kann aber auch mit einer wärmeisolierenden Masse ausfüllt werden.The quality of the cooling is according to a further idea of the invention increased by the fact that the cooling chamber by a reaching up to close to the nozzle mouth heat insulating wall is divided into two concentric annular spaces. This will avoided that the hot water flowing back from the nozzle mouth its heat releases to the inflowing water, and achieves that the coolant with a very high Temperature escapes, so it is fully used for cooling. Preferably the coolant is guided in such a way that it first flows through the inner annular space and is discharged through the outer annulus. This, in conjunction with the heat-insulating effect of the partition between the annular spaces makes the coolant practical brought with its inlet temperature to the nozzle mouth and there the most intense Cooling achieved. Since the coolant is fully exposed for cooling, the inventive design of the nozzle to a substantial saving of coolant Episode. The main coolant used is water. the heat-insulating partition in the cooling space of the nozzle can easily consist of two Thin-walled tubes pushed one on top of the other are formed with clearance, which are connected to the ends connected together, e.g. B. be welded. The layer of air between the pipes then form the insulation. To achieve a low, but even At a distance between the tubes, the inner tube is expediently provided with a steep spiral of a round wire that is welded to the pipe at its ends. The cavity can, however, also be filled with a heat-insulating compound.

Zur Erhöhung der wärmeabgebenden Oberfläche der Düsenwand wird diese zweckmäßig auf der Innenseite mit Rippen versehen.To increase the heat-emitting surface of the nozzle wall, this is appropriately provided with ribs on the inside.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Blasdüse dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Blasdüse im Längsschnitt - der mittlere Teil ist herausgebrochen - und F i g. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in F i g. 1. Die Blasdüse hat eine pfeifenförmige Gestalt und besteht im wesentlichen aus drei ineinandergesteckten konzentrischen Rohren 1, 2 und 3. Das den Mantel bildende Rohr 1 ist an seiner Innenfläche mit Rippen 4 versehen, deren innenliegende Kanten als Auflage für das Rohr 2 dienen. Dieses Rohr ist doppelwandig. Die Wände schließen eine wärmeisolierende Füllung 5 ein, die aus Asbestmasse besteht. Auf das vordere Ende der Düse ist eine Kappe 6 aufgesetzt, die ringförmig gestaltet und mit ihrer Innenkante mit dem für die Zuführung des Frischmittels dienenden Rohr 3 und mit ihrer Außenkante mit dem Mantelrohr 1 verschweißt ist. Der die Kappe darstellende Ring hat einen halbkreisförmigen Querschnitt und ist mit radial angeordneten Rippen 7 versehen, deren Anzahl zweckmäßig mit der Anzahl der Rippen 4 übereinstimmt und die sich an diese Rippen anschließen.In the drawing, a blower nozzle is shown as an embodiment of the invention. It shows F i g. 1 the air nozzle in longitudinal section - the middle part has been broken off - and FIG. 2 shows the section along the line II-II in F i g. 1. The blower nozzle has a pipe-shaped shape and consists essentially of three concentric tubes 1, 2 and 3 nested inside one another. This tube is double-walled. The walls enclose a heat-insulating filling 5, which consists of asbestos mass. A cap 6 is placed on the front end of the nozzle, which is ring-shaped and is welded with its inner edge to the pipe 3 serving for the supply of the fresh agent and with its outer edge to the jacket pipe 1. The ring representing the cap has a semicircular cross-section and is provided with radially arranged ribs 7, the number of which expediently corresponds to the number of ribs 4 and which adjoin these ribs.

Die Blasdüse ist mit ihrem Rohr 3 an eine Frischmittelzuleitung angeschlossen. Das obere Ende der Düse ist mit einer Halteplatte 8 verbunden, die eine Durchtrittsöffnung 9 aufweist, durch die das Rohr 3 hindurchragt und die den Ringraum 10 zwischen den Rohren 2 und 3 frei läßt. Auf die Halteplatte 8 ist eine Haube 11 aufgesetzt, die das obere Ende der Düse abschließt und durch die das Rohr 3 hindurchtritt. Die Haube 11 ist an eine Kühlmittelzuleitung 12 angeschlossen. In der Nähe der Halteplatte 8 sind die Rippen 4 fortgelassen, so daß zwischen den Rohren 1 und 2 ein freier Ringraum 13 entsteht. An diesen ist ein Rohr 14 angeschlossen.The blower nozzle is connected with its pipe 3 to a fresh agent feed line. The upper end of the nozzle is connected to a holding plate 8 which has a passage opening 9 through which the pipe 3 protrudes and which leaves the annular space 10 between the pipes 2 and 3 free. A hood 11, which closes the upper end of the nozzle and through which the pipe 3 passes, is placed on the holding plate 8. The hood 11 is connected to a coolant supply line 12. In the vicinity of the holding plate 8 , the ribs 4 are omitted so that a free annular space 13 is created between the tubes 1 and 2. A pipe 14 is connected to this.

Als Kühlmittel kommt im wesentlichen Wasser in Betracht. Dieses strömt durch das Rohr 12 in die Haube 11 und aus dieser in den zwischen den Rohren 2 und 3 liegenden Ringraum 10 bis zum vorderen Ende der Düse, wird in der Kappe 6 umgelenkt und tritt, zwischen den Rippen 4 hindurchströmend, durch das Rohr 14 aus.The coolant used is essentially water. This flows through the pipe 12 in the hood 11 and from this in between the pipes 2 and 3 lying annular space 10 up to the front end of the nozzle is deflected in the cap 6 and, flowing through between the ribs 4, exits through the tube 14.

Die wärmeisolierende Zwischenschicht 5 verhindert die Erwärmung des einströmenden Wassers durch das zurückströmende Wasser.The heat insulating intermediate layer 5 prevents the heating of the inflowing water through the backflowing water.

Die Blasdüse gemäß der Erfindung eignet sich besonders zum Vorfrischen von Roheisen; sie kann aber auch zum Fertigfrischen von Stahl nach dem sauren oder basischen Windfrischverfahren sowie zum Frischen von Metallen und Metallegierungen verwendet werden.The blower nozzle according to the invention is particularly suitable for pre-freshening of pig iron; But it can also be used for finishing steel after acidic or basic wind refining process as well as for refining metals and metal alloys be used.

Claims

Claims: 1. Blow nozzle arrangement for refining metals Introducing the fresh agent from above under the surface of a metal bath for carrying out the method according to patent 973647, characterized in that at least the front end of the nozzle in its operative position in one as possible at a large angle to the vertical and the nozzle with a coolant jacket up to the nozzle opening is surrounded.

2. Nozzle arrangement according to claim 1, characterized in that the Coolant jacket through a heat-insulating one that reaches close to the nozzle mouth Wall is divided into two concentric annuli and the coolant is preferred enters the inner annulus and exits the outer annulus.

3. Nozzle arrangement according to claim 2, characterized in that the heat-insulating wall consists of two pushed one on top of the other at a distance and connected to one another at the ends Tubes made of metal are preferably of low thermal conductivity and that the cavity the wall is appropriately filled with heat insulating material, for. B. one on the inner tube applied winding made of asbestos or wire spiral made preferably poorly thermally conductive metal.

4. Nozzle arrangement according to claim 1, characterized in that that their outer wall surrounding the coolant jacket on the inside with cooling fins is provided. Considered publications: German Patent Specifications No. 409 016, 763 565; U.S. Patent Nos. 1,513,735, 2,475,205, 2,546,937; a book "Basic Open Hearth Steelmaking", 2nd edition, New York, 1951, pp. 304-306.