DE1433514A1

DE1433514A1 - Vorrichtung zum Blasen von Gasen auf oder in eine Metallschmelze

Info

Publication number: DE1433514A1
Application number: DE19641433514
Authority: DE
Inventors: Vonnemann Dr-Ing Rudolf
Original assignee: Dortmund Hoerder Huettenunion AG
Current assignee: Dortmund Hoerder Huettenunion AG
Priority date: 1964-01-09
Filing date: 1964-01-09
Publication date: 1969-04-03
Also published as: AT284181B; NL6500139A; AT271525B; BE657948A; FR1419493A; GB1045900A; US3322348A; LU47480A1

Description

DR₁-INaCEICHENBERG 1433514 ₈. Januar 1964

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DR.-ING. R. KÖNIG fernsprecher432732

PATENTANWÄLTE

P 14 35 514.9

Dorttnund-Hörder Hüttenunion Aktiengesellschaft,Dortmund,

Rheinischestraße 173

"Vorrichtung zum Blasen von G-asen auf oder in eine Metallschmelze"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Blasen von Gasen, unter Umständen vermengt mit pulverigen Peststoffen, auf oder in ein Metallbad, die aus einem Blasrohr mit Blaskopf und mindestens einer im Blaskopf angeordneten Blasdüse besteht. Der Betrieb derartiger Vorrichtungen erfordert häufig eine Anpassung des Blasens an die wechselnden metallurgischen Bedingungen. Dem kann bei bekannten Vorrichtungen nur dadurch Rechnung getragen werden, daß man den Gasdruck durch Steuerung der in der Zeiteinheit geblasenen Gasmenge oder aber den Abstand der Düsenmündung von der Badoberfläche ändert. Damit wird jedoch die geforderte Anpassung an die wechselnden metallurgischen Bedingungen nur unvollkommen erreicht.

Man hat auch vorgeschlagen, den Strahl schräg auf die Badoberfläche treffen zu lassen, und demgemäß Blas-

Unterlagen (Art. 7 § I Abs. 2 .Mr. I Satz 3 des Anderungsges. v. 4. 9.1967).

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Zum Schreiben vom §äJ§U3jl12M_. an !!Y.QXricMung.....Z.um.....Blas.an_Λ..,...,....,..._lt..» Blatt .s

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Vorrichtungen entwickelt, bei denen die Düsenachse gegen die Blasrohrachse geneigt ist. Dies ist in mancher Beziehung vorteilhaft, zwingt aber dazu, ständig mit schräg auftreffenden Strahl zu arbeiten, weil es in aller Regel aus baulichen G-ründen unmöglich ist, das im allgemeinen senkrecht aufgehängte Blasrohr zwecks Änderung des Winkels des auftreffenden Strahls während des Blasens zu schwenken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blasvorrichtung der bezeichneten Art zu schaffen, bei der es möglich ist, den Auftreffwinkel des Blasstrahls während des Blasens zu ändern, ohne daß dazu das Blasrohr geschwenkt werden muß. Sie beruht auf der Erkenntnis, daß eine derartige Änderung allein durch geeignete Gestaltung der Düsenmündung möglich ist. Es gibt nämlich dem Strömungstechniker bekannte Mündungsformen, bei denen die Richtung des austretenden Strahls davon abhängt, mit welchem Gasdruck gearbeitet wird. Die Erfindung besteht demgemäß in der Anwendung einer Düse, deren Mündung eine Gestalt hat, bei der die Richtung des austretenden Strahls eine Punktion des an der Mündung herrschenden Gasdrucks ist₀ Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Neigung des Strahls allein durch Steuerung des Gasdrucks zu beeinflussen, wobei der Gasdruck von der in der Zeiteinheit zugeführten Gasmenge abhängt. Daneben besteht nach wie vor die Möglichkeit, durch Heben

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oder Senken des Blasrohrs den Abstand zwischen .Düsenmündung und Badoberfläche zu ändern und damit eine weitere Variationsmöglichkeit einzuführen.

In besonders einfacher Weise läßt sich die Erfindung dadurch verwirklichen, daß man die Fläche, in der die Mlindung der Blasdüse liegt, so anordnet, daß sie von der Düsenachse unter einem spitzen Winkel geschnitten wird. Diese Fläche ist im allgemeinen eine Ebene, kann aber auch gekrümmt sein, ohne daß sich damit prinzipiell etwas ändert.

In der bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Düsenachse parallel zur Blasrohrachse gelegt. Dann tritt bei verhältnismäßig niedrigem Druck der Strahl parallel zur Blasrohrachse aus und trifft demgemäß senkrecht auf die Badoberfläche« Eine Neigung gegen diese Riehtung wird dann durch Erhöhung des Gasdrucks bewirkt.

Hat der Blaskopf mehrere Düsen, dann werden sie mit ihren erfindungs^emäß gestalteten Mündungen zweckmäßig symmetrisch um die Blasachse verteilt angeordnet.

Bei Verwendung mehrerer Düsen wird gemäß der weiteren Erfindung zwischen deren Eintrittsende und dem-Austrittsende des Blasrohrs ein Zwischenstück mit die Düsen rückwärts fortsetzenden Bohrungen angeordnet, das an seiner dem Blasrohr zugewandten Stirnfläche kein Flächen-

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stück enthält, an das eine zur Blasrohrachse senkrecht stehende Ebene tangential angelegt werden kann. Dadurch werden an dieser Stelle alle Prallflächen vermieden, wie sie vor allem dann unerwünscht sind, wenn mit Beimengung pulveriger Feststoffe gearbeitet wird.

Ist die Vorrichtung mit mehreren parallelen, in je einem Kühlkanal angeordneten Düsen versehen, dann empfiehlt es sich, die Düsen in den Kühlkanälen mit radial nach außen gerichteter exzentrischer Versetzung anzuordnen. Dadurch wird die Wirkung des Kühlmittels besser ausgenutzt.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführung_ beispiel. Es zeigen

Pig. 1 einen Längsschnitt durch den Blaskopf einer erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung mit mehreren Düsen,

Fig. 2. einen Schnitt nach Linie II - II in Fig. 1 , Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III - III in Fig. 1, Fig. 4 und 5 zwei Beispiele für Abwandlungen der Düsenmündung, Fig. 6 eine Ansicht des Blaskopfes einer erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung mit nur einer zentral angeordneten Düse,

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII - VII in Fig. 6 und Fig. 8 einen Längsschnitt durch den Blaskopf einer erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung mit Ringdüse.

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Der Blaskopf nach Fig. 1 bis 3 besteht aus einem äußeren Mantelrohr 1 und einem inneren Mantelrohr 2_t die eich beide unten an das niohtgezeichnete Blasrohr anschließen_e Beide Mantelrohre sind durch eine zylindrische Zwischenwand 3 voneinander getrennte Dadurch entstehen zwei hohlzylindrische Kühlkanäle 4 und 5, von denen der Kanal 4 zur Zuführung und der Kanal 5 zur Abführung eines Kühlmittels dient.

Die Mäntel 1 und 2 und die Zwischenwand 3 sind unten durch angesohweißte Kappen 6,7 und 8 abgesohlossen. In die Stirnwand der Kappe 8 sind in symmetrischer Verteilung um die Achse A-A des Blasrohrs zylindrische Düsenrohre 9 eingesetzt, die duroh Bohrungen der Kappen 6 und 7 nach außen geführt sind. Diese Düsenrohre sind an ihren unteren Enden schräg abgeschnitten und haben daher Mündungen 10, deren Fläche gegen die Aohse des Düsenrohrs unter einem spitzen Winkel geneigt ist.

Den Düsenrohren 9 wird das in die Schmelze einzublasende Gas unter regelbarem Druck duroh den Innenraum 11 des Blasrohrs zugeführt. Dies geschieht über ein Zwischenstück 12 mit Bohrungen 13, die sich an die Bohrungen der Düsenrohre 9 anschließen. Das Zwischenstück ist so gestaltet, daß in einer Draufsicht nur eine kreisförmige Mantellinie', die vom Mittelpunkt nach außen verlaufenden

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Durehdringungslinien. der konischen Bohrungen 13 und die Bohrungen der Düsenrohre 9 als Konturen erscheinen, Nirgendwo an der oberen Stirnfläche des Zwischenstücks 12 sind Mulden oder Sattelpunkte vorhanden. Die durch das Blasrohr fließende Strömung trifft daher, wenn sie auf das Zwischenstück 12 gelangt, überall nur auf geneigt zu ihrer Richtung verlaufende Flächen und nirgendwo auf eine horizontale Prallfläche. Dadurch wird die Abnutzung beim Verblasen pulveriger Feststoffe wesentlich verringert und der strömungstechnische Wirkungsgrad wesentlich erhöht.

Das durch den Kanal 4 zufließende Kühlmittel strömt durch jedes Düsenrohr 9 umgebende Ringkanäle 14 und einen kegelförmigen Kanal 15 zum Ringkanal 5. In den Ringkanälen 14 sind die Düsenrohre 9 exzentrisch nach außen versetzt, so daß die Wirkung des Kühlmittels in der Fähe der Achse A-A stärker ist als an der diametral entgegengesetzten Seite, um dem Umstand Rechnung zu tragen, daß die Wärmeabfuhr in der Mitte am schlechtesten ist. Zur Verbesserung der Kühlung in der Mitte dient überdies ein in der Achse A-A verlaufender Kanal 16,

Im Betrieb tritt das Gas aus jeder Düse bei verhältnismäßig niedrigem Druck parallel zur Düsenachse in. Richtung des Pfeiles P aus. Wird der Druck erhöht, so stellt sich eine Neigung ein und man erhält einen Strahl

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etwa in Richtung Q» Weitere Druckerhöhung liefert einen Strahl in Sichtung R, usf.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 5 liegen die Düsenmündungen 10 in Ebenen, welche die Rohre 9 unter einem spitzen Winkel schneiden. Die Flächen, mit denen die Düsenmündungen zusammenfallen, brauchen jedoch nicht eben zu sein. Dies ist in Fig. 4 und 5 veranschaulicht. Gemäß Fig. 4 kann die Fläche, in der die Düsenmündung liegt, nach außen konvex gekrümmt sein, während Fig. 5 den Fall einer konkaven Krümmung dieser Fläche veranschaulicht. Die gekrümmte Gestaltung der Mundungsflache ändert nichts daran, daß die Strömung bei relativ geringem Druck in Richtung der Düsenachse austritt, während sich diese Richtung bei zunehmendem Druck gemäß Fig. 1 ändert.

Eine mindestens teilweise Ablenkung des Gasstrahls von seiner Düsenachse läßt sich aber auch bei einer Blasvorrichtung mit nur einer zentral angeordneten Düse erreichen, indem beispielsweise gemäß Fig. 6 und 7 der Mantel 9 der Düse an seinem Austrittsende mit Ausschnitten 17 versehen wird. Diese Ausschnitte sind dabei so angeordnet, daß jedem ein nicht ausgeschnittener Mantelteil 18 gegenüber liegt (Fig. 7).

Die Erfindung kann auch bei einer Blasvorrichtung mit Ringdüse verwirklicht werden. Hierfür zeigt Fig.

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ein Beispiel. Dort ist,um die erstrebte Ablenkung, des Blasstrahls zu erhalten, der äußere Mantel 19 der Ringdüse kurzer als der innere Mantel oder Kern 20. Bei verhältnismäßig niedrigem Druck verläßt das Gas die Düse als zylindrischer Mantelstrahl in Richtung der Pfeile P parallel zur Düsenachse. Wird der Druck erhöht, tritt das Gas in der Richtung Q und bei noch weiterem Druckanstieg etwa in der Richtung R aus. Der ursprünglich zylindrische Gasstrahl nimmt dabei die Form eines Kegelmantels an.

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Claims

3.Mär ζ 1966 "Vorrichtung zum Blasen von Gasen.." ...

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Dortmund-Hörder Hüttenunion Aktiengesellschaft, Dortmund,

Rheinische Straße 173

Patentansprüche: '

1. Torrichtung zum Blasen von Gasen oder Gemischen aus Gasen und pulverigen Peststoffen auf oder in ein Metallbad mit mehreren am Ende eines Blasrohrs angeordneten Blasdüsen, deren Mündungen die Eigenschaft haben, daß die Richtung des austretenden Strahls eine Punktion, des an der Mündung herrsehenden Gasdrucks ist, wobei die Achsen der Düsen parallel zur Achse des Blasrohrs liegen, dadurch gekennzeichnet , daß die Mündung (1O) jeder Düse (9) in einer Pläche liegt» die in an sich bekannter Weise von der Achse dieser Düse unter einem spitzen Winkel geschnitten wird.

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eintrittsende der Düsen (9) und dem Austrittsende des Blasrohrs (1,2) ein Zwischenstück (12) mit die Düsen (9) rückwärts fortsetzenden Bohrungen angeordnet ist, das an seiner dem Blasrohr zugewandten Stirnfläche kein Plächenstück enthält, an das eine zur Blasrohrachse senkrecht stehende Ebene tangential angelegt werden kann, ohne das Zwischenstück zu schneiden.

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3«Härz 1966 "Vorrichtung zum Blasen von Gasen... 2

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3. Vorrichtung nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jede Düse (9) in einem Kühlkanal (14) radial nach außen exzentrisch versetzt angeordnet ist.

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