DE2117714B2 - Verfahren zum kuehlen von lanzen zum einblasen von sauerstoff in industrieoefen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Lanzen /um Einblasen von Sauerstoff oder anderen gasförmigen Medien in Industrieöfen, sou ie eine Lanze tür Durchführung des Verfahrens, ßlaslanzen finden als Sog. »abbrennende« Lanzen und als sog. »stehende« Lanzen Verwendung. Von diesen werden die brennenden Lanzen beim Sauerstoffblasen in das Bad •ingetaucht und schmelzen bzw. brennen unter Nachlehieben von hinten in der Geschwindigkeit des Abbrandes zunehmend bis auf eine kurze, nicht mehr Verwendbare Restlänge ab. Bei diesen Lanzen werden »im lies l'.inblasens von Sauerstoff unter den Badspiegel V illen kurze Lanzcnstandzciieii in Kauf genommen. Ls ist zwar versucht worden, durch entsprechende Klaterialwahl und schützende Auflagen zu einer Verlängerung der Standzeiten zu kommen. Eine wirksame Verlängerung der Standzeit scheitert jedoch ün der hohen thermischen Beanspruchung beim r.intauchen der Lanze. Man hat sich daher darauf beschränkt, unter Vernachlässigung oder überhaupt unter Verzicht auf besondere Kühlmaßnahmen die Kühlungsfälligkeit des durchströmenden Sauerstolfes So weil wie möglich, jedoch ohne nachhaltigen Erfolg, miszunut/en.

Demgegenüber dienen die »stehenden« Lanzen dem «ufblascndcn Frischen von Stahlbädern mit Sauerstoff. Bei ihnen geht wegen der geringeren Wärmebelastung das Bestreben infolgedessen auch nach einer möglichst weitgehenden Erhaliimg und Sicherung der Lanze zur Erhöhung ihrer Stand/eil, aus welchem Grunde stehende Lanzen mehl" oder weniger aufwendigen Sicherungsmaßnahnien. etwa der Verwendung von keramischen Feuerfest« erkstoffen. ein oder mehrschaligen Kühlwasserkanälen, speziellen Kühlwasser- und Saucrsiofführuiigen ti. a. unterworlcn werden. Alle diese Maßnahmen, insbesondere die Wasserkühlung, sind sehr auiweiidiu. Sie erlordern entsprechend ausgebildete Lanzen, Pump- und in manchen Fällen Rückkühleinrichtungen für das Kühlwasser u. dgl.

Aus der österreichischen Patentschrift 2 25 213 und der deutschen Auslegeschrift 11 01 468 ist es bekannt, die Lanze durch den expandierenden Sauerstoff selbst zu kühlen, so daß die Wasserkühlung entfallen kann. Hierbei durchströmt der Sauerstoff die gesamte Lanze und expandiert an der Lanzenspitze an einer Stelle mit verengtem Strömungsquerschnitt. Hierdurch erfolgt

ίο zwar eine intensive Kühlung an der Lanzenspitze, doch ist hierzu eine komplizierte Konstruktion der gesamten Lanze oder zumindest an der Expansionsstelle erforderlich. Angestrebt werden sollte jedoch eine möglichst einfache Konstruktion, damit die unvermeidbaren Reparaturen ohne Zeitverzug und Schwierigkeiten durchgeführt werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. ein Verfahren zur Kühlung von Lanzen zum Einblasen von Sauerstoff oder anderen gasförmigen Medien in Industrieöfen zu schaffen, welches die Verwendung einer Lanze vereinfachter Konstruktion gestattet.

Ls wurde nun ein Verfahren zur Kühlung von Lanzen zum Einblasen von Sauerstoff oder anderen gasförmigen Medien in Industrieöfen, wobei der Sauerstoff durch

einen Luizenkanal mit kreisringformigem Querschnitt, dessen eine Wand durch den Außenmantel der Lanze gebildet wird, dem Ofen zugeführt wird und dabei die Lanze kühlt, gefunden, bei dem gemäß der Erfindung der im Lanzenkanal strömende Sauerstoff auf eine Geschwindigkeit zwischen 400 und 900m/s. bezogen aiii den Nonn/ustand. gebracht wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, daß durch den die Lanze durchströmenden Sauerstoff die Lanze ausreichend gekühlt wird, so daß vorteilhafterweise fremde Kühlmittel (beispielsweise Wasserkühlung) entfallen können. Durch die Fuhrung des Sauerstoffes in einem engen Kanal wird durch die erreichte hohe Geschwindigkeit — 400 bis 900 m/s bezog j η auf Normzusland (760 mm 1 Ig bei 0 C) — des Sauerstoffes dieser zur wirksamen Kühlung der Lanze benutzt. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Wandtemperatur der Lanze am Düsenausiriit auf diese Weise auf ca. 500° begrenzt werden kann. Bei dieser Temperatur tritt eine Vcr/tndcrung des l.anzen-Werkstoffes oder ein Abbrennen der Lanze nicht auf. Es wäre möglich, den Sauerstoff durch einen Kanal mit einem Kreisquerschnitt zu führen. Dabei wird jedoch der Durchmesser des Kanals so klein, daß die Lanze, die in den meisten Fällen 2-3 m in den Ofen ragt, nicht mehr genügend stabil ist. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß der Sauerstoffkanal so ausgebildet, daß er einen kreisringförmigen Querschnitt aufw eist. An Stelle des kreisförmigen Querschnittes kann die Lanze auch so ausgebildet werden, daß der ringähnliche Spalt die Form einer Ellipse, eines Dreiecks, eines Rechtecks od.dgl. aufweist. Bei einem kreisringförmigen Querschnitt hat sich eine Breite von 3-10 mm, vorzugsweise 4 7 mm als besonders vorteilhaft herausgestellt.

Zur Unterstützung der Kühlwirkung des Sauerstoffes kann im Sauerstolfkanal eine Wendel vorgesehen sein. Dadurch wird eine weitere Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffes unter entsprechender Kühlwirkung des Sauerstoffes crreichi. Die Wendel kann eine sich auf der Lanzenlänge verändernde Steigung besitzen, wodurch eine beliebige Festlegung der Strömungsgeschwindigkeit und des Einlaufwidersiandes erreichbar ist. Die Kühlwirkung des Sauerstofles ki.nn durch Zugabe von geringen Wassermengen in

•"!en Sauerstoffstrom weiter verbessert werden.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäß ausgebildete selbstkühlende Blaslanze in einer Schnittdarstellung wiedergegeben. Sie besteht aus einem Innenrohr 1 und einem Außenrohr 2, die erfindungigemäß miteinander einen engen, etwa 5 mm betragenden konzentrischen Ringspalt zur Sauerstofführung einschließen. Im Ringspalt ist mit einem Neigungswinkel von 25,4° eine Wendel 3 angeordnet. Das Außenrohr 2 besteht aus einem Keramikwerkstoff oder hitzebesiändigem Stahl /.um Zwecke der Vermeidung einer Beeinträchtigung

durch Spritzerdurchschlag.

Der zu verblasende Sauerstoff wird durch den Anschluß 5 in die Lanze eingebracht und durch die starke Verringerung des Ströiiiungsquerschnittes im Ringspalt 4 auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt. Eine weitere Gesehwindigkeitser'nöhung wird durch die Wendel 3 bewirkt. Auf diese Weise wird eine die Lanzentemperatur auf ca. 500 C begrenzende Kühlung und damit ein wirksamer Schutz der Lanze gegen Verbrennung und Verzunderung erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

't Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kühlung von Lanzen zum Einblasen von Sauerstoff oder anderen gasförmigen Medien in Industrieöfen, wobei der Sauerstoff durch einen Lanzenkanal mit kreisringförmigem Querschnitt, dessen eine Wand durch den Außenmantel der Lanze gebildet wird, dem Ofen zugeführt wird und dabei die Lanze kühlt, dadurch gekennzeichnet, daß der im Lanzenkanal strömende Sauerstoff auf eine Geschwindigkeit zwischen 400 und 9OC m/s, bezogen auf den Normzustand, gebracht wird.

2. Lanze zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffkanal eine Breite von 3 bis 10 mm, vorzugsweise 4 bis 7 mm aufweist.

3. Lanze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Sauersioffkanal eine spiralförmige Wendel vorgesehen ist.

4. Lanze nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel eine sich über die Länge des Sauerstoffringkanals ändernde Steigung besitzt.

5. Lanze nach einem der Ansprüche 2 — 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Lanzcnaußenrohr aus einem Keramikwerkstoff besieht.